仇新亮

（湖南電力建設(shè)監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司，湖南長沙 410000）

0 引言

高壓電氣設(shè)備是電力系統(tǒng)中十分重要的設(shè)備種類，其運(yùn)行質(zhì)量直接影響電網(wǎng)系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。如果高壓電氣設(shè)備絕緣性能出現(xiàn)問題，就會(huì)直接影響整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行工況，甚至引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。因此，對變電站高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)及其應(yīng)用方式進(jìn)行詳細(xì)探究，具有十分重要的意義。

1 在線監(jiān)測的重要性

近年來高壓電氣設(shè)備技術(shù)日漸完善，設(shè)備應(yīng)用也越來越廣泛，電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測是電力系統(tǒng)管理中十分重要的管理內(nèi)容。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，絕緣問題較為常見。對此，可以采用絕緣在線監(jiān)測技術(shù)，對突發(fā)事故以及故障隱患數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測和分析，有利于更加準(zhǔn)確的預(yù)估突發(fā)時(shí)間的發(fā)生幾率以及可能會(huì)造成的影響。

2 在線監(jiān)測技術(shù)與原理

2.1 絕緣監(jiān)測原理

變電站高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測的應(yīng)用要求為，對變電站電氣設(shè)備在實(shí)際運(yùn)行過程中所產(chǎn)生的電壓、電流以及電容值等信號(hào)，對設(shè)備絕緣性能進(jìn)行監(jiān)測。在此過程中，為了對設(shè)備絕緣情況進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測，必須采用先進(jìn)的智能技術(shù)，準(zhǔn)確獲得相關(guān)信號(hào)，并實(shí)現(xiàn)對于數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，從而反映出電力系統(tǒng)電氣設(shè)備的絕緣參數(shù)，通過對設(shè)備絕緣參數(shù)進(jìn)行分析，能夠判斷出設(shè)備的絕緣性能。

2.2 絕緣監(jiān)測信號(hào)的處理

在對變電站高壓電氣設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測過程中，信號(hào)監(jiān)測至關(guān)重要，但是，在對設(shè)備絕緣性能進(jìn)行監(jiān)測時(shí)候，有些脈沖信號(hào)比較微弱，因此數(shù)據(jù)監(jiān)測難度比較大。對此，可以采用超寬頻電流傳感器對信號(hào)進(jìn)行收集，而需要注意的是，通過這種方式所收集的信號(hào)可能會(huì)有部分雜音，對此，在未來的技術(shù)發(fā)展中，還應(yīng)該對此進(jìn)行改進(jìn)。

3 應(yīng)用方式

3.1 變壓器絕緣在線監(jiān)測

在對變壓器絕緣進(jìn)行在線監(jiān)測時(shí)，監(jiān)測對象為絕緣油中分解氣體的含量以及局部放電情況，在具體的監(jiān)測過程中，可以采用聚合物播磨，從絕緣油中分離相關(guān)氣體，并對氣體含量進(jìn)行監(jiān)測，從而判斷出設(shè)備是否存在過熱故障問題或者放電故障問題。在變壓器運(yùn)行過程中，如果絕緣性能出現(xiàn)異常，則通過在線監(jiān)測能夠?qū)怏w進(jìn)行跟蹤，判斷變壓器內(nèi)部是否發(fā)生故障問題。如果變壓器有局部放電問題，則會(huì)造成變壓器發(fā)生有機(jī)絕緣老化的問題，對此，可以采用超聲探測技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測。

3.2 發(fā)電機(jī)絕緣在線監(jiān)測

在發(fā)電機(jī)運(yùn)行過程中，電氣絕緣故障問題較為常見，因此，在發(fā)電機(jī)監(jiān)測管理中，絕緣監(jiān)測是十分重要的管理內(nèi)容。在進(jìn)行發(fā)電機(jī)絕緣在線監(jiān)測中，可以采用局部放電監(jiān)測，通過端部放電的方式，對發(fā)電機(jī)絕緣是否產(chǎn)生過熱或者污染問題進(jìn)行監(jiān)測。

3.3 電容型高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測

變電站電容型高壓電氣設(shè)備的種類有很多種，包括電壓互感器、電流互感器、電容器等。在對電容型高壓電氣設(shè)備進(jìn)行絕緣在線監(jiān)測時(shí)，主要是對等值電容、介質(zhì)損耗情況以及電流泄漏情況進(jìn)行監(jiān)測，通過監(jiān)測所得結(jié)果，準(zhǔn)確反映出是否發(fā)生缺陷等問題。

3.4 氧化避雷器絕緣在線監(jiān)測

在氧化避雷器的實(shí)際應(yīng)用中，容易出現(xiàn)受潮故障以及老化故障問題，因此，在進(jìn)行絕緣監(jiān)測時(shí)需要對避雷器閥片是否出現(xiàn)受潮問題進(jìn)行監(jiān)測，并以此為依據(jù)，反映出泄漏電流。如果避雷器發(fā)生故障問題，則會(huì)造成阻性電流增加，對此，在設(shè)備運(yùn)行過程中，需要定期對避雷器電流進(jìn)行監(jiān)測，同時(shí)將實(shí)時(shí)監(jiān)測結(jié)果與歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)監(jiān)測所得結(jié)果確定避雷器缺陷問題。

3.5 GIS的絕緣在線監(jiān)測

對于GIS設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測，常用監(jiān)測方法有化學(xué)法、機(jī)械法和電法?；瘜W(xué)法是對產(chǎn)生氣體進(jìn)行分析，檢測局部放電情況；機(jī)械法是通過壓電加速傳感器進(jìn)行監(jiān)測，對設(shè)備局部放電情況進(jìn)行監(jiān)測；電法是通過外電極、內(nèi)電極或者磁耦合方法，對GIS護(hù)套電勢進(jìn)行測量，從而檢測出局部放電情況。

3.6 高壓開關(guān)柜絕緣在線監(jiān)測

在變電站絕緣監(jiān)測中，高壓開關(guān)柜也是十分重要的監(jiān)測對象，在高壓開關(guān)柜的實(shí)際運(yùn)行中，隨著設(shè)備老化就會(huì)出現(xiàn)絕緣放電問題，就會(huì)造成高壓開關(guān)柜發(fā)生故障問題?，F(xiàn)如今，在對高壓開關(guān)柜進(jìn)行在線絕緣監(jiān)測時(shí)，需要通過對介質(zhì)損耗角進(jìn)行測量，同時(shí)還要對在線漏電電流進(jìn)行測量，以判斷開關(guān)柜的絕緣情況。另外，對于高壓開關(guān)柜導(dǎo)線接觸不良的問題，可以采用射頻監(jiān)測技術(shù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障問題。

4 電容型高壓電氣設(shè)備的絕緣在線監(jiān)測實(shí)例

4.1 工程概況

在變電站中，電容型設(shè)備包括電壓互感器、電流互感器等，在對電容型設(shè)備的絕緣缺陷進(jìn)行診斷時(shí)，可以介質(zhì)損耗及電容量參數(shù)為依據(jù)。如果電容型設(shè)備發(fā)生受潮或出現(xiàn)老化問題，則隨著電壓的升高，tanδ也會(huì)隨之發(fā)生變化，對此，可以采用離線檢測技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測，不僅能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備絕緣性能方面的缺陷，還有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備缺陷問題。例如，某750kV變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)中應(yīng)用先進(jìn)的測量技術(shù)以及信號(hào)技術(shù)，能夠?qū)ψ冸娬驹O(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測，同時(shí)，還可以對電容型設(shè)備絕緣性能實(shí)施監(jiān)測管理。

4.2 主變套管的tanδ及電容量監(jiān)測

變電站絕緣高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)中，LC—CX單元能夠通過傳感器，獲得套管末屏接地線上的被測信號(hào)，同時(shí)對所得信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化處理，最終獲得準(zhǔn)確的工頻基波相位信息，并將該信息傳遞至中央控制器，通過中央控制器，對套管中的tanδ以及電容量進(jìn)行計(jì)算。在本次研究中發(fā)現(xiàn)，變壓器套管tanδ監(jiān)測所得數(shù)據(jù)約為0.3%，不容易受到環(huán)境因素的影響，同時(shí)三相影響程度基本保持一致。另外，套管電容監(jiān)測所得數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性比較高，易受到環(huán)境溫度因素的影響。通過對該變電站設(shè)備進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，檢測出主變套管的tanδ及電容量，如表1所示。

通過對表1進(jìn)行分析可知，3只750kV套管的tanδ在0.3%左右，因此分析得出，60 d數(shù)據(jù)波動(dòng)值<0.1%，電容監(jiān)測數(shù)據(jù)相對變化也<0.1%。3只330kV套管的tan值在0.3%左右，60 d數(shù)據(jù)波動(dòng)值<0.1%。3只330kV套管的電容值相對變化量為0.5%，60 d數(shù)據(jù)波動(dòng)值<0.1%。主變壓器套管的在線監(jiān)測結(jié)果準(zhǔn)確性較高。

表1 750kV主變壓器套管tanδ及電容量的預(yù)防性試驗(yàn)結(jié)果

4.3 CVT的tanδ及電容量監(jiān)測

在對變電站CVT的絕緣狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測時(shí)候，也需要通過應(yīng)用LC—CX單元，但是與上述監(jiān)測過程不同的是，此次監(jiān)測過程由δ獲得。通過本次運(yùn)行發(fā)現(xiàn)，3臺(tái)750kV及3臺(tái)330kV電壓互感器CVT的介質(zhì)損耗情況以及電容量數(shù)據(jù)穩(wěn)定性比較高，由于電容量較大，因此在設(shè)備運(yùn)行過程中，不容易受到環(huán)境中的氣溫和濕度因素影響。另外，CVT是通過電容單元以及電磁單元連接所組成的，其中，電磁單元可能會(huì)對絕緣監(jiān)測結(jié)果產(chǎn)生一定的影響，對此，在離線監(jiān)測過程中，需要對CVT各電容及電磁單元分別進(jìn)行測試，由此可見，在線狀態(tài)與離線狀態(tài)下的測試結(jié)果并不具有可比性。通過絕緣在線監(jiān)測分析課件，所有被監(jiān)測CVT的絕緣狀態(tài)均正常。

5 結(jié)語

綜上所述，在變電站高壓電氣設(shè)備運(yùn)行過程中，通過絕緣在線監(jiān)測能夠掌握變電站中高壓電氣設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行情況，檢查其是否發(fā)生故障問題，然后以此為依據(jù)，對高壓電氣設(shè)備進(jìn)行檢修和管理。需要注意的是，在此過程中，應(yīng)該注意盡量采用先進(jìn)的監(jiān)測技術(shù)，同時(shí)盡量縮短停電事故發(fā)生時(shí)間，技術(shù)人員在日常工作中，也應(yīng)該積極總結(jié)工作經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合實(shí)際情況優(yōu)化施工能力，充分應(yīng)用先進(jìn)的人工智能技術(shù)，采用專家診斷系統(tǒng)，這樣才能夠提升監(jiān)測系統(tǒng)的靈敏度和準(zhǔn)確度。

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