下载文档原格式
变压器套管介损在线监测装置原理及问题处理分析发布时间：2022-01-06T00:59:01.772Z 来源：《中国电业》2021年22期作者：陈波余云光李茂兵高林王允光[导读] 变压器套管对于变压器、电抗器来说是非常重要的部件陈波余云光李茂兵高林王允光云南电网有限责任公司红河供电局云南蒙自 661199摘要：变压器套管对于变压器、电抗器来说是非常重要的部件，35～45%的变压器电气故障都与套管故障有关，套管绝缘介损的升高的原因有以下几种：（1）潮气入侵；（3）套管绝缘纸老化；（2）套管内部绝缘油变质。
套管绝缘介损的升高又将引起绝缘过热及快速老化以至最终导致绝缘崩溃。
随着绝缘在线监测的发展，通过套管绝缘在线监测手段，及时有效的掌握套管介损、等值电容的变化情况来判断套管的绝缘性能，从而为变压器乃至整个电网的安全运行提供技术保障。
本文从安装使用该套系统过程中实际遇到的一些问题进行分析，并提出切实可行的解决办法。
关键词：变压器套管；在线监测；介损Principle and problem analysis of on line monitoring device for transformer bushing dielectric lossChen bo，Yu Yunguang，Li Maobing，Gao Lin，Wang Yunguang(Yunnan Power Grid Co., Ltd.Honghe Power Supply Bureau Mengzi 661199)Abstract:Transformer bushing is a very important part for transformer and reactor. 35-45% of transformer electrical faults are related to bushing faults. The reasons for the increase of bushing insulation dielectric loss are as follows: (1) moisture intrusion（ 2) The insulating oil inside the bushing deteriorates（ 3) The insulation paper of bushing is aging. The rise of dielectric loss of bushing insulation will lead to overheating and rapid aging of insulation, and eventually lead to insulation collapse. With the development of on-line insulation monitoring, through on-line monitoring means of bushing insulation, timely and effectively grasp the change of bushing dielectric loss and equivalent capacitance to judge the insulation performance of bushing, so as to provide technical support for the safe operation of transformer and even the whole power grid. This paper analyzes some problems in the process of installing and using the system, and puts forward practical solutions.Keywords:transformer bushing；on line monitoring；dielectric loss0 引言套管是电力系统中广泛使用的一种电力设备，变压器套管的作用是将变压器内部绕组的引出线引到变压器箱体外部，一是让引线对地绝缘，二是对引出线进行固定，避免短路或者接地。
变压器套管介质损耗及电容量在线监测应用分析变电站是我国输变电网络中的核心节点，承担了电网中电压变换和功率传输的重要作用，而其中的电力变压器是执行这一重任的最主要设备。
据统计，套管缺陷占全部变压器缺陷的比例达 18.9%，位居所有变压器缺陷第二位，提高变压器套管绝缘性能监测水平对保障整个电网安全可靠运行至关重要。
1 变压器套管运维现状根据南方电网Q/CSG1206007-2017《电力设备检修试验规程》要求，对220kV及以上电压等级变压器套管每3年进行一次停电试验，对110kV及以下变压器套管每6年进行一次停电试验。
通过停电开展绝缘电阻、介质损耗及电容量测量，可以发现套管中存在的绝缘缺陷。
经统计，主变套管主要的缺陷包括：1）密封不严或老化导致套管进水受潮，2）油中悬浮颗粒物导致套管介电常数增加，3）密封不严、瓷套裂纹或破损导致绝缘油泄漏，4）放电、过热或外部冲击导致绝缘老化，5）瓷套表面脏污导致表面闪络，6）末屏接地不良等导致放电。
现有的停电预防性试验方法存在两个主要的问题：1）试验电压远低于设备运行电压，无法模拟出设备在真实运行电压下的绝缘状况，2）每3年或每6年进行一次停电试验无法在两次试验间隔期间对设备绝缘状况进行监控。
因此，有必要针对变压器套管安装在线监测装置，在设备额定工况状态下持续不间断的对其进行监测。
2 变压器套管介质损耗及电容量在线监测装置2.1 监测原理变压器套管通常采用电容屏均压方式的绝缘结构，对于这种结构，通过测量其介质损耗及电容量参数，可较为灵敏地发现电容型高压套管的绝缘缺陷，现行的预防性试验也把该参数作为主要测量对象。
对变压器套管实施在线监测，可在设备的运行过程中实时监测这两个参数，不但可及时发现运行设备的绝缘缺陷，还可达到延长甚至替代常规预防性试验的目的。
图2-1 变压器套管介质损耗测量原理图在对变压器套管进行在线监测时，首先需要在套管末屏抽头上安装配套设计的末屏信号引出装置，并就近加装防开路保护装置，以便可靠地获取套管末屏的接地电流信号。
变压器套管故障的在线监测技术摘要：本文介绍了利用光纤传感器监测变压器外壳故障的原理，提出了基于光纤传感器的套管故障实时在线监测管理系统的应用方案。
关键词：变压器；套管；光纤传感器；在线监测引言在变压器结构中，外壳是一个重要的组成部分，它将变压器内部的高压和低压引线引至油箱外部，充当接地绝缘和固定引线。
一般要求套管除符合规定的电气强度和足够的机械强度外，还必须在运行中具有良好的热稳定性和密封性，并能承受短路过热的瞬间。
变压器套管通常因各种原因导致失效，主要失效模式为局部放电，漏电，内部绝缘问题。
一旦套管失效，就有可能造成大面积停电，严重影响整个电网的安全运行。
因此，有必要监测和诊断变压器套管的状况。
传统的变压器外壳通过离线检测进行监控。
这样就很难在短时间内或无限期地发现故障，从而不可能及时发现故障，及时判断并及时修复故障。
随着技术的发展，红外测温，油色谱分析，介电绝缘测试等一些在线监测方法也逐步引入到维护工作中。
这些试点项目可以帮助人们及时了解套管的运行状况，并使维护或事故诊断更有针对性。
上述检测技术取得了不同程度的成功，但也具有局限性，包括强电磁场干扰和环境噪声，气体传感器选择性差等。
由于其体积小，灵敏度高，抗电磁干扰，复用能力强，可在恶劣环境下工作，更适合在复杂的电磁环境中工作。
本文采用全光纤传感器监测变压器套管的实时状态，结合计算机技术，信息处理技术，设计一套完整的实时在线综合智能监测系统进行实时监测进行套管操作，诊断和预警，消除事故发生，尽量减少事故造成的损失。
1变电检修中使用在线监测技术的重要意义在不断的检查和实践中，在线检测技术的合理性得到了验证，这种技术的推广，非常有利于变电站的维护工作。
在线监测技术可称为一种非常新型的监测方法，目的是获取数据，然后分析数据带来的故障维修参考价值。
我们都知道设备的性能与运行状况有关，设备故障的概率比较大。
一般情况下，设备故障造成的损失是无法估算的，而在线监测技术可以很好地处理这个问题。
变压器套管绝缘在线监测仪的技术特点及工作原理变压器套管绝缘在线监测仪的技术特点套管绝缘在线监测系统应包含套管末屏电流采集单元、PT二次电压采集单元、数据测量及其系统掌控单元、就地显示单元、网络通讯单元及后台分析管理软件等六个部分构成：1、末屏电流采集单元依据变压器套管的末屏结构，提出相搭配的连接方式，制作出相搭配的连接件。
采集单元内部应加入相应的限压保护电路及雷电冲击保护电路等。
该单元应具有良好的屏蔽保护作用，避开引入外界干扰信号。
2、PT二次电压采集单元连接中控室内相应的PT接线端子，通过电缆将其引致监测装置内部端子。
3、数据测量及其系统掌控单元数据测量单元安装在变电站电气设备的运行现场，每三台变压器（单相变压器）安装一套；该单元可就地监测变压器套管的绝缘特征参量，通过计算处理把测量结果就地显示并以数字方式通过通讯总线，传送到变电站的后台服务器。
该单元须在已有的电流信号采集通道及PT电压信号采集通道基础上，附加1路温度采集通道；对监测数据进行实时修正，从而综合分析采集信息，精准明确反映套管绝缘情形。
该单元应具有长期工作的稳定性，且能有效抑制谐波干扰的影响。
4、就地显示单元考虑到现场太阳直晒情况，就地须接受320×240大屏幕白底黑字液晶屏幕显示。
可实时显示套管电容量Cx、介质损耗值tanδ、末屏电流等数值。
并配置相应的按键，从而实现相关参数的调整。
5、网络通讯单元可选择RS485/ RS232/USB/光口等接口，亦需有多种通讯规约可选，如Modbus RTU、IEC61850等。
zui终可在在总服务器上实现全部现场变压器套管绝缘情形的综合分析、集中监控。
6、后台分析管理软件接受智能软件辨别系统，实现全天候实时在线监测，系统操作界面友好；监测系统接受先进的监测原理及软硬件优化设计，使系统能够有效滤除各种干扰，牢靠发觉变压器内部隐患。
产品参数1.精准度：Cx:±（读数×1%±2pF）tgδ:±（读数×1%±0.0005）2.抗干扰指标：在电流谐波达到50%时仍能达到上述精准度3.电容量范围： 3—700pF4.tgδ范围：不限，辨别率0.001%。
变压器套管绝缘在线监测仪的技术特点变压器作为电力系统中的重要组成部分，其性能的稳定与否直接关系到整个电力系统的运行效率和稳定性。
在变压器的运行周期中，绝缘系统是一个容易受到破坏的部分，而变压器套管绝缘属于一种易损部件，其损耗及老化程度对变压器的安全运行和使用寿命有着重要的影响。
为此，研发一种能够在线监测变压器套管绝缘损耗和老化程度的设备显得尤为必要。
变压器套管绝缘在线监测仪就是一种能够在线监测变压器套管绝缘的损耗和老化程度的设备，其主要技术特点如下：1. 能够实现在线监测变压器套管绝缘在线监测仪是一种能够实现在线监测的设备，它利用了传感器技术和无线通信技术，能够实时监测变压器套管绝缘的损耗和老化程度，通过云监控系统实时记录和分析数据，为产生的问题提供快速的诊断和解决方案。
2. 智能化分析算法变压器套管绝缘在线监测仪采用智能化分析算法，可以对监测到的数据进行精准的分析。
通过设备自适应和学习算法，可以对变压器套管绝缘的老化程度进行精准的估计，并提出相应的预警和建议。
这样，就能够在变压器套管绝缘发生问题之前及时发现问题，以便于更好地保障变压器的安全运行。
3. 高可靠性对于变压器套管绝缘在线监测仪来说，其重要性不言而喻，因此它的可靠性也尤为重要。
监测仪器所采用的传感器、采样器等设备，必须具有卓越的可靠性，确保监测结果的准确性和真实性。
在设计方面，变压器套管绝缘在线监测仪采用了多重的硬件和软件保护机制，充分保证了仪器的可靠性和稳定性。
4. 安全保障变压器套管绝缘在线监测仪是一种嵌入式设备，其数据的安全性和保密性也十分重要。
该设备采用安全密钥通信技术，对数据进行了加密传输，以确保用户数据的安全性和隐私保护。
同时，该设备还支持远程控制和管理，方便用户远程进行设备的配置和管理。
综合来看，变压器套管绝缘在线监测仪是一种实现在线监测的智能设备，其智能化分析算法、高可靠性和安全保障机制，能够为变压器套管绝缘的损耗和老化程度提供全面的监测和保障，为变压器的安全运行提供了重要的技术支持。
变压器套管介质损耗在线监测装置王卓;黄新波;邓凸;王朝阳【摘要】设计了一种变压器电容型套管介质损耗在线监测装置.针对谐波分析法,提出利用IRIG-B码授时实现异地高精度同步采样,并采用EIA-485总线实现监测装置与套管智能电子设备(intelligent electronic devices,IED)之间通信的介质损耗测量方案.采用内嵌处理器软核NiosⅡ的现场可编程门阵列器件EP1 C6Q240I7完成对模数转换采样芯片ADS8505的控制,采用数字信号处理器TMS320F28335对信号进行快速傅里叶变换等处理,监测终端将数据信息通过EIA-485总线传送至套管IED.试验结果表明,该装置介质损耗测量的精确度和稳定度都比传统装置有很大的提高.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2013(026)004【总页数】5页(P72-76)【关键词】变压器;套管;介质损耗;在线监测;谐波分析法;IRIG-B码;现场可编程门陈列【作者】王卓;黄新波;邓凸;王朝阳【作者单位】西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048;西安工程大学电子信息学院,陕西西安710048【正文语种】中文【中图分类】TM934.32套管是变压器的重要组成部分，某研究表明套管故障占变压器故障的40%，还有数据显示52%的套管故障是很严重的甚至引发火灾。
因此，对电容型套管进行介质损耗在线监测技术的研究具有很高的理论和应用价值。
我国从20 世纪中期开始，就根据原中华人民共和国水利电力部颁发的《电气设备预防性试验规程》对电气设备进行定期的停电试验［1－3］、检修和维护，大量严重受潮和有明显缺陷的设备被检查出来。
但是，这种停电检修和试验是定期进行的，难以及时反映设备内部绝缘的潜伏性故障，具有一定的盲目性，同时也浪费了大量的人力和物力，而且试验电压往往要低于运行电压，故其等效性相对较差，对某些缺陷反映不够灵敏，不能完全适应电网安全、经济、稳定运行的需求。
