电气设备在线监测与故障诊断技术综述

电气设备故障诊断技术课程论文

 变压器绝缘设计

 变压器预防性试验

 变压器在线监测

 变压器在线监测相关研究

 变压器在线监测的前沿与展望

变压器绝缘设计

摘要：变压器是电力系统中的主要电气设备，变压器绝缘是电力变压器，特别是超高压电力变压器的重要组成部分。电力变压器的绝缘结构及所用绝缘材料的可靠性，直接影响到电力变压器运行性能的可靠性。绝缘结构设计是电力变压器结构设计的一项重要且复杂的技术问题。本文将以其他变压器绝缘结构设计文献为基础，总结变压器的绝缘设计。

关键词：变压器；绝缘设计；主绝缘；纵绝缘 0 引言

变压器自其诞生以来，绝缘问题就是它不可避免的技术问题。。变压器作为电力系统的关键设备，其质量高低直接影响着这个电力系统的可靠性。电力变压器的绝缘结构及所用绝缘材料的可靠性，直接影响到电力变压器运行性能的可靠性。电力变压器向高电压、大容量方向发展的同。各种产品都向高可靠性、节能型、环保型、紧凑型、个性化方向发展。各变压器生产厂商，在研发高电压、大容量产品的同时．也在对现有产品性能进行提高。如何设计、制造出高质量的产品。已经成为广大电力系统的客户和各大制造厂家共同关注的问题。

1 变压器绝缘的分类

变压器的绝缘分为内部绝缘与外部绝缘。外部绝缘指套管本身的外部绝缘和套管间及套管对地的绝缘。内部绝缘包括主绝缘和纵绝缘。主绝缘是指绕组（或引线）对地对另一相或对同一相的其他绕组（或引线）之间的绝缘，而纵绝缘是指同一绕组上各点之间或其相应引线之间的绝缘[1]。

2 主绝缘的设计

2.1 变压器主绝缘结构的选择原则

绕组之间、绕组对油箱、绕组对铁心柱和异相绕组之间的绝缘结构基本上属于比较均匀的电场，因此，采用把大油距分割成小油距的油隔板结构。分割有两种类型：一种类型是大油道厚纸筒结构，它的特点是在工频和冲击试验电压下，允许油道有放电现象，全部电压由厚纸筒所承受，且不被击穿。但这种配合不能保证在试验电压下固体绝缘不受损伤。因此，在较高电压等级的变压器上已不再采用。由于其制造上比较简单，所以在电压等级不高或者距离很大的状况下选择使用。另一种类型是薄纸筒小油道结构，它的基本特点是根据油体积减小时，油的耐电压强度提高。因此，一般在电压等级比较高的变压器上采用。因不同材料具有不同的介电常数s，故需要进行合理的配置。其设计的原则是使油间隙在局部放电试验电压下，其电场强度不超过油间隙起始局部放电电场强度。

高压断路器在线监测与故障诊断系统的探究

摘要：电力产业的发展加大了电力的容量，对电力系统以及电力运输的安全性以及稳定性提出了更高的要求，因此，将高压断路器设置在电气设备与电力传输的线路之间，可以有效缓解故障问题。由于现阶段的高压断路器设备与技术尚未完善，为了减少电力系统中的安全隐患，因此应建立实时的在线监测系统，并提前预设维修体系，从而达到降低设备故障率的目的，避免停电事件的发生。

关键词：高压断路器；在线监测；故障诊断；系统建设

高压断路器作为电力系统的关键组成部分之一，在电力系统的运转过程以及运输过程中具有重要作用，因此开展在线监测工作，有助于及时的排查高压断路器当中的潜在故障问题，为电气维修环节提供支持。

1.高压断路器在线监测分析以及常见故障问题

1.1对高压断路器在线监测内容分析

结合实际的断路器监测体系原理以及实际的使用情况，可以总结出现阶段的断路器监测变量内容，其中包括环境条件下的变量、振动发出的信号、三相动触头的行程内容、储能电机内部线圈的电流、分合闸的状态以及内部线圈的电流情况等。在线监测必须处于网络环境下才可以进行，并且需要为检测设备提供充足的电源动力。由于能够获取的信息资源有限，在加上线上监测系统的传感以及通信技术较强，因此能够提升断路器监测系统的实时效率。利用灵敏度较强的传感器以及控制芯片，可以实现对变量的全面化监测。如表1所示。

监测信号 常见采集方法 环境变量 温度传感器、湿度传感器

振动信号 压电式加速度传感器

三相动触头形行程

光栅传感器、数字编码器、行程气缸

分合闸状态 断路器辅助触点开断信号

储能电机线圈电流 霍尔电流传感器

分和闸线圈电流 霍尔电流传感器

局部放电 超高频检测、超声波检测、脉冲电流检测

真空度（真空断路器） 屏蔽罩电位法、工频耐压法、磁控放电法

表1 高压断路器常见监测信号及其采集方法

1.2高压断路器当中的常见故障问题 高压断路器在运行时产生的故障会对电网环境带来一定的安全隐患，结合电力科学研究院的探究历程，大致可将电网断路器的故障现象进行如下总结。如表2所示。

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本 科 生 毕 业 论 文(设 计)

题 目：电气设备在线监测与故障诊断

学习中心：

层 次： 专科起点本科

专 业：

年 级: 年 春/秋 季

学 号：

学 生:

指导教师：

完成日期： 年 月 日

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. 内容摘要

文中分析了电气设备的在线监测和故障诊断，论述了高压断路器、变压器、金属氧化物避雷器、电容型设备在线监测技术，探讨了电气设备在线监测的意义与维修意义,在线监测技术是在被测设备处于运行的条件下，对电气设备的状况进行连续或定时的监测，电气设备的故障诊断的方法,探讨了电气设备的状态监测和故障诊断技术的发展概况和电气设备的在线监测的发出趋势和存在的不足。

关键词：电气设备；在线监测；故障诊断；发展趋势；技术不足

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目 录

内容摘要...................................................................................................................... I

1 绪论 ...................................................................................................................... 1

ｌ６　甘肃电力技术　

变压器油色谱在线监测及故障诊断综述　

张鑫王胜利孙世耀周昭　

（兰州超高压输变电公司　甘肃省兰州市　７３００５０）　

【摘要】　变压器油色谱在线监测是获取变压器运行状态的重要方法之一，本文在讲述变压器油色谱在线　监测技术一般方法的基础上，从油气分离和气体在线检测两个方面对其研究现状进行了综述；并且根据油中　

溶解气体成分和特征气体含量阐述了变压器内部状况诊断常用的两种方法：以油中特征气体组分含量为特征　的故障诊断和以油中特征气体组分比值为特征量的故障诊断法；最后阐述了变压器油色谱在线监测技术的发　

展趋势。　【关键词】　变压器油色谱在线监测故障诊断　

Ｏ　引言　

电力变压器是电力系统中最重要的设备之一，　保证变压器的安全可靠运行，对提高电力系统的供　电可靠性具有十分重要的意义。变压器油中溶解气　

体在线监测方法是分析变压器故障的一种重要方　法，油中溶解气体的组分和含量在一定程度上可反　

映变压器绝缘老化或故障的程度，通过监测变压器　油中溶解气体的特征，可以实现对变压器内部故障　的在线监测，油色谱在线监测分析是目前大型充油　

设备油在线监测技术应用最为广泛的一项，对及时　掌握变压器的运行状况，发现和跟踪存在的潜伏性　

故障，并可及时根据专家系统对故障自动进行诊断，　以便运行人员迅速作出处理：同时，可以降低常规　

油色谱分析法的误差，提高故障诊断的可靠性。因　此，变压器油中溶解气体在线监测项目的实旎对变　

电站维护、运行部门具有重要的实用价值。　

１　油色谱在线监测技术的研究与应用现状　

油色谱在线监测技术已经过了几十年的发展，　

国内外许多公司推出了很多种在线监测装置，然而，　大多数的在线监测装置，不管是检测的气体种类，　还是检测指标仍不能满足电力运行部门的需求。近　

年来，一些新型的气体传感技术开始应用于油中溶　解气体在线监测，以期满足实际运行的需要。下面　主要通过对变压器油在线监测技术一般方法的概　括，从油气分离和气体在线检测两个方面对现有在　线监测技术进行综述。