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        電力設備介質損耗在線監(jiān)測技術

        2017-06-09 23:17:43賀佳
        科技資訊 2017年12期
        關鍵詞:在線監(jiān)測技術電力設備影響因素

        賀佳

        摘 要:電力設備介質損耗是反映電力設備絕緣性能的重要指標,通過對其進行時時監(jiān)測,可以對電力設備絕緣性能的強弱做出準確判斷,根據實際情況采取針對性改善措施,對保證電力設備的安全、穩(wěn)定運行具有重要意義。文章分析了電力設備介質損耗在線監(jiān)測原理及其重要性,指出了影響在線監(jiān)測的主要因素,并對當前常用在線監(jiān)測技術進行了詳細分析,希望可以對該項工作的科學開展起到指導和借鑒作用。

        關鍵詞:電力設備 介質損耗 絕緣性能 影響因素 在線監(jiān)測技術

        中圖分類號:TM93 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2017)04(c)-0033-02

        電力設備絕緣性能是否滿足工作要求,會直接影響到電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和安全性,要想提高供電質量,為用戶提供更加可靠的用電,就需要時刻了解到電力設備工作狀態(tài)下絕緣性能的好壞,及時發(fā)現并科學處理絕緣隱患。所以就需要提高介質損耗在線監(jiān)測的精準性,對電力設備的絕緣性能做出正確判定,確保絕緣性能的良好性。

        1 電力設備介質損耗在線監(jiān)測原理及其重要性

        電力設備在運行過程中,會有電場產生,作用在絕緣材料上發(fā)生電導和極化現象,此時便會損耗絕緣材料的內部能量,使其絕緣性能逐漸降低。在對介質損耗大小進行判斷時,主要是以介質損耗因數tanδ為重要依據的,一般情況下,在對交流電壓作用下的電氣設備絕緣性能進行分析時,可以視作并聯或串聯電路進行分析,通過對介質損耗相量圖進行分析,則可以用公式來表示介質損耗,其中U、C和ω分別表示電力設備電壓、介質電容量和電源角頻率,根據公式可以知道介質損耗與設備電壓平方成正比關系,與介質電容量和電源角頻率成反比關系[1]。如果設備運行電壓、絕緣材料和電源角頻率保持不變,則介質損耗情況可以根據介質因數進行判斷。介質損耗相量圖如圖1所示,其中δ、φ分別表示介質損耗角和功率因數角。

        2 電力設備介質損耗在線監(jiān)測主要影響因素

        2.1 傳感器

        在對電力設備介質損耗進行在線檢測時,所用到的電力設備運行參數主要有電壓和電流,這些都需要借助電流傳感器得到的。但是,電流傳感器自身存在角差,并且當電流信號不同時,角差大小也是不一樣的,往往會處于動態(tài)變化狀態(tài),無法將其進行有效消除。同時,電場和溫度等眾多因素會降低電流傳感器工作性能的良好性,在采集電流、電壓信號時出現誤差現象,難以保證電力設備介質損耗監(jiān)測的準確性[2]。

        2.2 電壓測量

        在對基準電壓進行測量時,高壓端和低壓端之間會有一個相角誤差,并且,在電力設備持續(xù)工作過程中,相角誤差并不是固定不變的,會根據實際電壓大小做出相應改變,具有較強的不穩(wěn)定性,很難將其改變范圍控制在介質損耗角以下,不能根據測量所得的低壓端電壓對高壓端電壓大小進行準確判斷,基準電壓測量存在較大的誤差。

        2.3 周圍環(huán)境

        電力設備介質損耗并不是固定不變的,一般會呈現周期性變化趨勢,所以,要想獲取準確的監(jiān)測結果,就需要通過增多監(jiān)測次數來降低誤差,利用多次監(jiān)測結果對介質損耗情況做出準確判斷。但是,電力設備在運行過程中,外界環(huán)境中的溫度、濕度等都是不斷發(fā)生變化的,無法保證介質損耗在線監(jiān)測環(huán)境的一致性,多次監(jiān)測結果存在較大差異,難以對其損耗情況做出準確判斷。

        2.4 信號干擾

        信號干擾也是影響電力設備介質損耗在線監(jiān)測結果的一種常見因素。常見的干擾信號主要有連續(xù)的周期性干擾信號、非周期性干擾信號以及脈沖性干擾信號燈幾種,其中載波通信信號、高次諧波分量、高頻保護等,都屬于連續(xù)的周期性干擾信號;電力設備電壓變化和頻率變化,會以非周期信號形式,對電力設備介質損耗在線監(jiān)測造成干擾;而脈沖干擾信號最主要的表現形式為電暈放電信號。這些都會影響介質損耗在線監(jiān)測的精準性。

        3 電力設備介質損耗在線監(jiān)測常用技術

        根據電力設備介質損耗在線監(jiān)測實現途徑的不同,可以將其分為硬件監(jiān)測技術和軟件監(jiān)測技術兩種類型。

        3.1 硬件監(jiān)測技術

        電力設備介質損耗硬件監(jiān)測技術主要有過零點電壓比較法和過零點時差比較法兩種。過零點電壓比較法的應用原理,是以電壓子在一個變化周期內,兩次位于零點位置時之間的差值為依據,對介質損耗進行推算的。過零點時差比較法是以相位比較法為基礎發(fā)展而來的,其基本原理是對電力設備電壓、電流波形正負值一個變化周期內,兩次過零點時之間的時間間隔進行測定,將其轉化為電壓和電流之間的功率因數角,以此來推算出介質損耗角大小,再對介質損耗情況進行判斷[3]。

        過零點電壓比較法法只需測量電壓差即可,操作方便,難度較低,并且測量點選在零點附近位置即可,可以有效排除多種因素的干擾,但是波形出現不正規(guī)變化時,會對測量結果的準確性造成較大影響。過零點時差比較法有測量分辨率高,線性好,易數學化的優(yōu)點,但是需要對零點位置進行精準選擇,并且測量結果也會受波形變化較大影響。

        3.2 軟件監(jiān)測技術

        諧波分析法和正弦波參數法,都是電力設備介質損耗常用的軟件監(jiān)測技術。諧波分析法是以離散傅里葉變換原理為理論依據,采用諧波分析法對電力設備的電壓、電流信號進行處理,依據分析結果得到基波,以此作為依據,推算介質損耗因數大小,進而得到介質損耗具體情況。正弦波參數法將電力設備的電壓、電流信號波形理想化為正弦變化趨勢,利用三角函數理論知識,結合數學方程,對多個信號點之間的角度關系進行計算,得到介質損耗角的正切值,完成介質損耗在線監(jiān)測。

        諧波分析法精準度較高,但是測量結果會因為頻率波動發(fā)生較大變化,并且需要借助高分辨率轉換器,經常會因為電壓變化趨勢線不夠一個周期,而出現頻譜泄露現象。正弦波參數法在進行假設時,會因為高頻諧波分量的存在而受到限制,假設結果與實際結果之間存在較大偏差。

        4 結語

        在電網規(guī)模不斷擴大、用電需求不斷提高的背景下,人們對電力系統(tǒng)運行性能提出了更高要求,確保電力設備絕緣性能的良好性也變得更加重要。所以就應該不斷加大對電力設備介質損耗在線監(jiān)測技術的研究力度,改善其中的不足與缺陷,實現電力設備絕緣性能的精準判斷,為減低用電安全事故的發(fā)生概率提供可靠依據。

        參考文獻

        [1] 李飛舟.關于電力設備在線監(jiān)測對安全生產的影響[J].供電企業(yè)管理,2012(3):43-45.

        [2] 劉勝軍,段志國,馮正軍,等.基于虛擬儀器技術的容性設備介質損耗檢測裝置設計[J].科技創(chuàng)新與應用,2016(5):57.

        [3] 張帥.電容型電力設備介質損耗在線測量技術的研究[D].吉林大學,2012.

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