频在线监测系统传感器配置方案研究
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is widely
used
for partial
discharge(PD)detection
were
in the
insulated
switchgear(GIS).In
study,the metal spikes for producing PD signal
laid in
gas cells
of circuit breaker,bus
图8。
表1传感器检测结果
Tab.1 The results of monitoring
C相放电模型检测结果分析 通过测试发现.在0~5和8均检测到了相关局
放信号。具体测量数据见表1。测量结果显示2、3号 盆式绝缘子测试结果均为一60 dBm.因此周围存在 故障源,检测系统故障类型判断为电晕放电。检测结 果与实际情况一致。2号盆式绝缘子位置检测结果 见图11.其他位置放电图谱见图12。
Байду номын сангаас
discharge capacity;the
diminished
through the
L-.T-or CT-type structure;and the metal shielding ring of basin‘type insulator interfered in the detection. Consequently,transducers arrangement of the UHF-PD online monitoring system for GIS is suggested based
摘要:笔者通过在一个220
kV
GIS线变间隔断路器气室、母线气室和进线气室安装尖刺故障模型.在盆式
绝缘子和绝缘衬垫上进行检测.验证了特高频传感器的灵敏度及衰减特性。结果表明:在外加电压7 kV、视 在放电量为5 pC的试验条件下,UHF传感器就可以准确地检测放电信号,并准确判断放电类型及故障位 置。试验发现局部放电产生的电磁渡经过L型、T型、断路器仓、CT等结构,发生了明显衰减。不带金属屏蔽 环的盆式绝缘子和绝缘衬垫.更有利于检测放电产生的电磁渡信号。根据测试结果提出了合理的GIS局部 放电特高频在线监测系统传感器配置方案。 关键词:GIS:局部放电;特高频法;在线监测系统 中图分类号:TM855 文献标志码:A 文章编号:1001-1609(2012)11-0070-05
of Guangdong Power Grid Corporation,Guangzhou 5 10080,China;
2.Guangdong Power Grid Corporation,Guangzhou 510080,China)
Abstract:The ultra-high
gas
frequency(UHF)method
广
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r 晶
卜 N Fig.5
图5放电模型照片
The photo of discharge model
200
776 图1
200
620掣
.I
L
2 254
GIS实体模型
Entity model of GIS
2000规范了脉冲电流法的检测回路、标定方法和试 验程序.可以获得视在放电量,但是抗干扰性较差, 信噪比低。难以实现在线检测。超声波法通过安装 在GIS设备外壳上的超声波传感器接收局部放电产 生的振动信号以达到检测内部局部放电的目的.但也 存在放电量难以标定、信噪比低、抗振动干扰性较差 以及检测效率较低等不足。UHF法对局部放电辐射 出的特高频电磁波信号(0.3。3 GHz)J茳行检测。抗干 扰能力较强。检测效率较高,可实现在线监测、模式 识别及故障定位。因此UHF法越来越多的被电网用 户所采用.成为最主要的GIS局部放电检测手段【卜11]。
2试验方法及试验结果分析
2.1
试验方法 在各试验仓放置模型后.GIS内部充人0.2
MPa
Fig.8
图8
A相局部放电测试结果
results of PD monitoring for A-phase
压力的SF6气体.通过调整外施工频电压,产生局部 放电信号。通过现场调试,该次验证试验以相同外 加电压作为检测放电信号。 在外加电压为7 kV作用下.通过脉冲电流测得 视在放电量为5
SB一50—60—75一
一一77 一一61
sc一50—6l一60—60一60一70一
万方数据
研究与分析
李兴旺,卢启付,李端姣,等.GIS局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案研究
100%
・73・
Io%
图13
图10 Fig.10
C相8号位置检测结果
B相局部放电测试结果
Fig.13
The results of PD monitoring for C。phase
on
the
tests.
Key words:GIS;partial discharge;;ultra-high
frequency(UHF)method;online
monitoring system
0引言
气体绝缘开关设备(GIS)以其可靠性高、占地面 积小等优点.在电力系统中得到广泛的应用。但随着 GIS设备数量的增多.其对电网稳定运行的影响越 来越大。开展GIS局部放电在线检测可以及时发现 GIS设备存在的隐患.是保障电网安全运行的重要 措施。 常用的GIS局部放电检测方法有:脉冲电流法、 超声波法、特高频(UHIO法等。国际标准IEC 60270一
DUT
Fig.2
图2金属屏蔽环浇注子L外观
The photo of the metal shielding ring
603--2006、DI/F 417--2006、/CSGll401m2010
kV
等相关标准及规范,通过在一个220
GIS线变间
。
隔断路器气室、母线气室和进线气室安装尖刺故障 模型.在GIS各盆式绝缘子和绝缘衬垫上进行检测. 验证了UHF传感器的灵敏度及衰减特性.根据测试 结果提出了最合理的配置方案。
mmx55 mm.
照片见图2。A、C两相进线位置较B相多一个盆式 绝缘子.标号为7号。 1.2试验回路接线图 该次试验回路接线图见图3.电压由无局放耐 压装置产生,该耐压装置包括脉冲电流局放回路.用 以监测放电模型视在放电量。
图4典型放电模型
Fig.4 The discharge model
单位:mm
第48卷第11期 ・70・
2012年11月
高压亡譬
HJigh Voltage Apparatus
V01.48
No.11
NOV.2012
t31¥局部放电特高频在线监测系统传感器配置方案研究
李兴旺1, 卢启付1, 李端姣z,
陈 曦2,
吕
鸿1,
王
宇t
(1.广东电网公司电力科学研究院高压所,广州510080;2.广东电网公司,广州510080)
pC。 2.2.2
The
B相放电模型检测结果分析 通过测试发现.在0~2和8均检测到了相关局
放信号.具体测量数据见表1。测量结果显示0、1、2
盆式绝缘子测试数据最大,因此周围存在故障源,检
测系统对故障类型判断为母线电晕放电,检测结果 与实际情况一致。1号盆式绝缘子位置检测结果见 图9.其他位置放电图谱见图10。
Transducers Arrangement of the UHF-PD Online LI Xing—wan91,LU
Monitoring System
for GIS Yul
Qi—ful,LI Duan-jia02,CHEN Xi2,L0 Hon91,WANG
(1.Electric Power Research Institute
真实的220 kV电压等级GIS线变间隔.见图l。该 GIS筒体包含了L型、T型、断路器仓、CT及母线结 构。其中S为模拟的典型局部放电源,下标A、B、C 示意分别表示在该间隔A、B、C相的不同位置。0~8 为盆式绝缘子和绝缘衬垫标号.传感器均在此位置 选择安装,位置用相{JIl+序号来标示,如A,表示A 相1号盆式绝缘子处。该试验GIS间隔0.7为带金 属屏蔽环的盆式绝缘子.其浇注孔为15
1.4检测设备 试验中采用DMS公司的便携式局放测试仪
Fig.1
万方数据
.72.
2012年11月
高压舌笙
第48卷第11期
(PM05)及外置式超高频耦合器对局部放电特高频信 号进行检测。耦合器安装在GIS盆式绝缘子和绝缘 衬垫的外边缘表面上或盆式绝缘子浇注孔处。检测 带宽为300-1
500
1100% 局放分析:母线,晕99%
MHz,检测系统灵敏度小于0.5
pC,
传感器增益为60 dB。检测设备及传感器见图6。
图7
Fig.7
A相6号盆式绝缘子位置检测结果
The results of PD monitoring for A。phase
图6检测设备及传感器照片
Fig.6 The photo of monitoring system and coupler
2.2-3
2.2试验结果分析
2.2.1
A相放电模型检测结果分析 通过测试发现.在3-6和8均检测到了相关局
放信号,具体测量数据见表1。从信号幅值衰减程度 可以看出.6号盆式绝缘子检测到信号最大,且信号 向两边递减.可以判断出放电发生在6号盆式绝缘 子附近。采用DMS公司生产的便携式局放测量仪进 行故障类型判断.显示为母线电晕放电,检测到的单 周期图谱见图7。从图7可以看出在正负半周,放电 信号信号存在明显的极性效应。因为该检测系统的 专家库将尖刺放电形式归入母线电晕.所以可以认 为检测结果与实际情况一致。其他位置放电图谱见