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W-PD2变压器套管在线监测装置使用说明书Ver 3.12006年4月变压器高压套管绝缘在线监测系统使用说明书目录第一章概述 (3)1.1 概要 (3)1.2 工作原理 (4)1.3 重要参数和选项 (5)1.3.1 规格 (5)1.3.2 显示，操作键盘和外部接线 (6)1.3.3 报警 (7)1.3.4 趋势计算 (7)1.3.5 G AMMA对温度的变化系数计算 (8)1.3.6 持续监测功能 (8)1.3.7 时间模式 (8)1.3.8 装置地址 (8)1.3.9自检和自校验 (8)1.3.10 辅助输入 (8)1.3.11停止监测 (8)1.3.12 软件 (8)第二章安装 (9)2.1 应用问题 (9)2.1.1 被监测变压器的型号与技术参数 (9)2.1.2 噪声和接地方式 (9)2.1.3 装置位置和环境因素 (10)2.1.4网络和装置通信 (10)2.1.5 W-PD2装置附件 (10)2.1.6 W-PD2接线图 (10)2.2 安装 (13)2.2.1 重要安全提示 (13)2.2.2安装W-PD2 (14)2.2.3 套管、温度以及电流传感器 (14)2.2.4 装置运行以及变压器运行 (15)第三章硬件设置步骤 (16)3.1 操作键盘 (16)3.2 通过操作键盘设置W-PD2 (16)2变压器高压套管绝缘在线监测系统使用说明书3第一章 概 述1.1 概要35~45%的变压器电气故障都与套管故障有关，尤其是套管的绝缘故障。
潮气入侵、绝缘油变质以及绝缘纸老化都会造成套管绝缘介损的升高，随之将引起绝缘过热及快速老化以至最终导致绝缘崩溃。
在一些绝缘老化的过程中，甚至早期都会出现局部放电。
绝缘老化导致介损增大以致破坏绝缘。
有些放电可能是由金属碎屑、数层绝缘纸穿孔引起的，当油污堆积在套管底部的瓷瓶上时，可能可以看到放电的痕迹。
通常铁芯上的绝缘退化时套管电容C1（高压棒与测试末屏之间的电容）也会增加。
电力变压器在线检测系统设计电力变压器在线检测系统设计随着工业化进程的加速，电力供应已成为现代化社会的基本需求。
而电力变压器则是电力传输和分配过程中不可或缺的一种设备，它扮演着电流互换和电能转化的重要角色。
变压器的安全、稳定运行直接关系到电力的质量和供应的可靠性。
因此，建立变压器在线检测系统，可以有效地提高变压器运行的可靠性和安全性。
一、检测内容电力变压器在线检测系统主要包括变压器的运行参数和状态检测、油质检测、法拉第电流检测、局部放电检测等多项内容。
电力变压器的运行参数和状态检测，包括电压、电流、温度、湿度、水平、震动等参数的检测，以及变压器绝缘系统的监测，通过实时监测这些参数，可以及时了解变压器的运行状态，及提前发现异常情况。
变压器的油质检测，是通过检测变压器油中含气量、水分、酸值等参数，来判断变压器油的质量是否达到规定标准，及时了解油清洗换油等质量要求。
法拉第电流检测，通过检测变压器铁芯中的法拉第电流，及时发现变压器的内部故障，避免故障扩大损坏变压器。
局部放电检测，检测变压器内部绝缘系统的局部放电情况，能够及早发现变压器绝缘系统的故障隐患，防止局部放电引发的故障扩大和损害变压器。
二、系统设计电力变压器在线检测系统一般分为控制中心和分散式检测装置两部分。
控制中心的主要功能是实时监测变压器的运行状态、接收和处理来自分散式检测装置的变压器参数数据，通过数据分析和处理，检测变压器的状态是否正常，对异常情况进行报警处理；分散式检测装置主要功能是对变压器运行的多项参数进行实时检测和监控，并将检测到的数据传输给控制中心进行处理和分析。
在系统设计过程中，需要考虑以下几方面的因素：1. 检测点布置：要确定在变压器的哪些位置设置检测点，既要充分考虑检测的内容，同时又不能影响变压器的正常运行。
2. 检测范围：要根据变压器的功率和类型，确定在线检测系统的检测参数范围，以确保检测的准确性和可靠性。
3. 数据采集和传输方式：要选择合适的数据采集和传输方式，确保数据采集的准确性和实时性。
主变压器在线监测装置配置分析摘要：大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。
主变压器在线监测主要包括：油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。
关键词：主变压器；在线监测；分析1 概述1.1 目的和意义电力系统一直沿用定期检修和事后检修相结合的检修模式来检查、处理设备缺陷，在多年的实践中有效减少了设备的突发事故，基本保证了设备的良好运行。
随着我国经济的高速发展，电力需求不断增加，电网规模迅速发展，电网设备数量急剧增加，定期检修的工作量剧增，维护检修费用骤增，检修人员紧缺问题便日益突出。
这种运行习惯显然已不能满足电力系统发展的要求。
因此，为了解决电力系统面临的提高供电可靠性、有效控制检修成本、合理延长设备使用寿命等棘手问题，实现状态检修成为必然趋势。
在新建工程中，安装配置或预留一定数量的在线监测装置接口，有选择地对电气一次设备的运行状况进行在线监测，实时检测运行设备的各种参数，及时发现设备的潜在故障，防患于未然，避免恶性事故的发生，使运行维护由定期检修逐步转向状态检修，进一步提供安全、优质的电能。
为此，结合目前国内应用的在线监测技术，通过强调管理和技术分析的作用，以全寿命周期管理理念，结合未来电力技术发展方向，确定该站的在线监测装置方案，及时发现设备的潜在故障，合理延长设备使用寿命，达到早期预报故障、避免恶性事故发生的目的，将会极大的提高供电可靠性，节省检修费用，真正实现高压电气设备的状态检修，为实现变电站电气设备的智能化有着重要意义。
1.2 主要研究内容变电站主变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，如果能够对变压器运行状况进行在线监测，通过数据分析提早发现或预判设备故障，可以大大提高变压器安全稳定运行可靠性，对电力系统安全可靠运行具有重要的现实意义。
变压器铁芯及夹件接地电流在线监测装置的设计和应用摘要：针对当前变压器铁芯及夹件接地电流需要运行人员定时人员测量，存在时效差及缺乏系统数据记录的问题，研制了一套能够实时在线监测变压器铁芯及夹件接地电流的装置。
该装置能够实时监测到变压器铁芯及接地电流数值，并实现就地显示和PC端、移动端实时查询数据的功能。
并且装置具有报警功能，当接地电流超过设定值后，能够通过短信、微信等方式实时进行告警，有助运行人员及时发现异常。
此外，装置还有具有数据存储功能，有助于历史数据的分析。
关键词：变压器；铁芯；夹件；接地电流；在线监测0 引言电力变压器是变电站的核心设备之一，为防止变压器正常运行时铁芯及夹件因对悬浮电压而造成对地断续性击穿放电，要求铁芯及夹件必须有一点可靠接地，消除形成铁芯及夹件悬浮电位的可能[1]。
但当铁芯及夹件出现两点以上接地时，导致的不均匀电位便会在接地点之间形成环流，进而造成变压器发热损坏的情况[2]。
按照相关电力规程的要求，变压器铁心夹件的接地电流应小于100mA[3]。
当前对铁芯及夹件接地电流的测量手段是运行人员在一定的时间周期内，借助钳形电流表对变压器的铁芯及夹件的接地下引线电流进行测量，存在着数据的精确度和时效性问题，无法对变压器的状态做出一个准确有效的判断。
并且，当变压器发生故障时，运行人员进行测量工作也存在着发生人身伤亡的可能性。
因些，亟需研制一种能够实时地对变压器铁芯及夹件接地电流进行监测的装置，不仅能够就地采集显示数值，同时还能将数据上传到网络端并在PC端或者移动端实时读取到数据，并且在电流超过某个设定数值时，能够提醒告警，确保及时发生变压器的异常情况。
1 在线监测装置设计铁芯及夹件接地电流在线监测装置首先应确保装置采集数据具有较高的精确度，运行人员不仅可就地读取到接地电流的数值，而且还可通过移动、PC端随时随地读取电流数值，并且通过装置的告警功能及时发现设备的异常。
针对以上设计的功能要求，装置整体结构图如图1所示。
变压器局放在线监测装置
局部放电的危害
局部放电是引起绝缘老化并导致击穿的主要原因。
虽然局放的的时间短，能量小，但是长时间的积累会对绝缘材料造成很大的损害。
首先，与局部放电相邻的绝缘材料会直接受到放电粒子的轰击。
二是放电产生的热、臭氧、氮氧化物等活性气体的化学作用，使局部绝缘腐蚀老化，电导增大，最终导致热击穿。
在运行中的变压器中，内绝缘的老化和损坏大多是从局部放电开始的.
局部放电的原因
造成局部放电的因素除了设计上考虑不周密外，最主要的原因是由制造生产过程中造成的，一般有如下原因：
1、零部件结构有尖角、毛刺，造成电场畸变，放电起始电压降低；
2、有异物和粉尘，引起电场集中。
在外电场作用下发生电晕放电或击穿放电；
3、有水分或气泡。
因水、气介电系数较低，在电场的作用下，首先发生放电；
4、金属结构件悬浮剂接触不良，就会形成电场集中或产生火花放电。
公众智能研发I1OkV主变压器局部放电在线监测系统选择对主变绝缘状况反映比较及时准确的局部放电进行在线监测，对运行变压器的当前状态及发展趋势进行分析判断，对设备的运行和维护提供决策参考，对设备存在的故障或潜在故隙的判断提供依据。
这对于及时发现变压器故隙，避免运行事故是非常必要的，从而为电力企业提高大型电力变压器安全运行水平和事故预知能力，有效降低事故率，优化检修策略，提高维护检修的技术水平，带来可观的经济效益。
变压器中性点在线监测系统功能分析摘要：当前我国电网能源西电东送、跨区域并网输电，输变电向特高压、直流大容量方向发展。
压器中性点在线监测系统，可以监测变压器中性点运行时的直流分量和交流分量，并通过运算得出各次谐波分量参数，IED收集并分析监测数据，通过IEC61850协议上传到在线监测CAC系统。
该在线监测系统能及时发现主变直流偏磁故障，根据数据库可以统计分析出变压器中性点的状态运行趋势，实现主变中性点的远程实时在线监测功能。
关键词：变压器；中性点；在线监测系统；功能1系统技术原理中性点在线监测系统主要由变压器中性点在线监测IED和变压器中性点传感器两部分组成。
电流传感器二次信号通过信号电缆接到IED，IED采用AC220V供电，通讯采用光纤或网线接至CAC。
一套变压器中性点在线监测系统安装一台IED集中器，连接两个中性点传感器，监测一台主变高低压两侧中性点电流；IED采用2U架构标准工控机箱，就近安装在主变在线监测智能组件柜中，IED内部安装有嵌入式工控板卡、采集电路、电源和光电转换器，数据存储器采用大容量固态存储器，用于实现高性能的数据汇集、计算、记录存储和协议转换等功能；变压器型中性点传感器：开合型结构便于安装到中性点接地回路中，检测中性点接地电流，传感器二次信号接到IED采集电路。
提供的主变中性点传感器，是专门为主变设备接地电流监测特制的一种传感器，采用霍尔闭环原理设计。
该传感器交直流量程范围-200A——+200A，可以测量交直流矢量叠加的混合信号，适用测量扁铁母线尺寸120mm*20mm。
为了保证测量的稳定性，传感器固封在壳体内，二次信号采用屏蔽电缆接到IED采集电路，所用工艺提高了传感器的抗扰能力和户外抗腐蚀能力，进一步提高了信号输出的稳定性。
2 KLJC-16变压器中性点在线监测IED以变压器中性点在线监测系统为例，IED内部安装有嵌入式工控板卡、多通道采集板、电源和光电转换器。
嵌入式工控板具备61850协议转换功能，同时机箱内嵌光电转换器，可选择网线或光纤与后台通讯。
分析主变压器的油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损等五种在线监测，得出配置主变压器在线监测是安全，可靠、经济的结论。
1.前言
大型电力变压器的安全稳定运行日益受到各界的关注，尤其越来越多的大容量变压器进网运行，一旦造成变压器故障，将影响正常生产和人民的正常生活，而且大型变压器的停运和修复将带来很大的经济损失，在这种情况下实时监测变压器的绝缘数据，使变压器长期在受控状态下运行，避免造成变压器损坏，对变压器安全可靠运行具有一定现实意义。
主变压器在线监测主要包括：油色谱、温度（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介损监测。
2.变压器油色谱在线监测
变压器油中溶解气体分析是诊断充油电气设备最有效的方法之一，能够及早发现潜在性故障。
由于试验室分析的取样周期较长，且脱气误差较大及耗时较多等问题，因此不能做到实时监测、及时发现潜伏性故障，很难满足安全生产和状态检修的要求。
油色谱在线监测采用与实验室相同的气相色谱法。
能够对变压器油中溶解故障气体进行实时持续色谱分析，可以监测预报变压器油中七种故障气体，包括氢气（H2），二氧化碳（CO2），一氧化碳（CO），甲烷（CH4），乙烯（C2H4），乙烷（C2H6）和乙炔（C2H2）。
该系统目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起模式识别系统可实现故障的自动识别，是当前在变压器局部放电检测领域非常有效的方法。
3.变压器光纤测温在线监测
变压器寿命的终结能力最主要因素是变压器运行时的绕组温度。
传统的绕组温度指示仪（WTI）是利用"热像"原理间接测量绕组温度的仪表，安装在变压器油箱顶部感测顶层油温，WTI指示的温度是基于整个变压器的油箱内平均油温的变化，很难反映出绕组温度的快速变化。
光纤测温系统能实时直接地测量绕组热点温度，分布型光纤传感系统测温精度可达1度，非常适合于大型变压器绕组在线测量。
其基本原理是将具有一定能量和宽度的激光脉冲耦合到光纤，它在光纤中传输，同时不断产生背向信号。
因背向散射光状态受到各点物理、化学效应调制，将散射回来的光波经检测器解调后，送入信号处理系统，便可获得各点温度信息，并且由光纤中光波的传输速度和背向光回波的时间对这些信息定位。
这根光纤可数公里长，光纤可进入变压器绕组内。
4.变压器铁芯接地在线监测
变压器铁芯是电—磁—电转换的重要环节，是变压器最重要的部件之一。
变压器在运行中，因铁芯叠装工艺欠佳、振动摩擦、导电杂质等原因，造成铁芯片间短路，而导致放电过热和
多点接地故障。
如果铁芯或夹件有两点以上接地时，则接地点间会形成闭合回路，链接部分磁通，形成环流，产生局部过热，甚至烧坏铁芯。
在极端的情况下，会破坏绕组绝缘，造成变压器损坏。
由于变压器铁芯接地电流的大小随铁芯接地点多少和故障严重的程度而变化，因此，预防性维修中，国内外都把铁芯接地电流作为诊断大型变压器铁芯短路故障的特征量。
对于铁芯和上夹件分别引出油箱外接地的变压器，可分别用测出铁芯和夹件对地的电流，如果二者相等，且数值在数安以上时，铁芯与夹件有连接点；如果前者远大于后者，且数值在数安以上时，铁芯有多点接地；如果后者远大于前者，且数值在数安以上时，夹件有多点接地。
铁芯或夹件接地电流数量级在几十毫安到几安培甚至更大，检测量程比较宽，主要是电阻性电流，因此测量技术的实现相对比较容易，一般都作为变压器状态监测的常选项。
对铁芯接地电流的测量，被测的电流信号在变压器铁芯接地引线利用穿芯电流传感器取样测量。
5.变压器局部放电在线监测
局部放电既是设备绝缘老化的先兆，也是造成绝缘老化并最终发生绝缘击穿的一个重要原因。
很多故障都可以从局部放电量和放电模式的变化中反映出来。
变压器局部放电过程中伴随着电脉冲、电磁辐射、超声波等现象，可能引起变压器局部过热及产生特征油气。
局部放电水平及其增长速率的明显增加，能够指示变压器内部正在发生的变化。
由于局部放电能够导致绝缘恶化乃至击穿，故需要进行局部放电参数的在线监测。
目前对变压器局部放电进行检测的方法主要是超高频（UHF）检测法。
超高频法是近10年才发展起来的一种新的局部放电检测技术。
相对于以往的GIS局部放电检测技术，它具有抗干扰能力强，可以对局部放电源进行定位，可以识别不同的绝缘缺陷，灵敏度高，并能对变压器和GIS局部放电进行长期的在线监测，因此它的发展得到了各国电力部门的重视。
变压器油及油/绝缘纸中发生的局部放电，其信号的频谱很宽，放电过程可以激发出数百甚至数千兆赫兹的超高频电磁波信号，此电磁波由安装在变压器箱体开窗处的传感器获取，用于实现局部放电检测。
超高频法是目前相对比较成熟的测量局部放电的方法。
6.变压器套管介损在线监测
电力变压器的高压容性套管，按照其结构和使用寿命，是变压器所有部件中最危险的部件之一。
一般情况下，电压110kV以上的套管结构共同点是：它们运行过程中易受到非常高的机械、电气应力以及热应力的影响，随着水分的渗入和油的品质降低，绝缘纸的老化以及过热都会导致高压套管绝缘品质的下降。
这些套管的绝缘品质的改变通常都会引起套管介质损耗的改变。
这样会造成部分绝缘系统的损坏，影响运行安全，并且会无法保证进一步的运行安全。
通过测量介质损耗tgδ，可较为灵敏地发现电容型设备的绝缘缺陷，利用在线监测手段，在设备的运行过程中实时监测这个参数，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。
7.结论
大容量变压器增加在线监测装置创造的经济效益远远高于该在线监测设备一次性投资，而且在线监测技术较为成熟，大容量主变压器配置油色谱、绕组温升（光纤测温）、铁芯接地、局部放电、套管介质损耗在线监测是安全，可靠、经济的。
