CN111458612A - 一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统 - Google Patents

一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统 Download PDF

Info

Publication number
CN111458612A
CN111458612A CN202010477550.8A CN202010477550A CN111458612A CN 111458612 A CN111458612 A CN 111458612A CN 202010477550 A CN202010477550 A CN 202010477550A CN 111458612 A CN111458612 A CN 111458612A
Authority
CN
China
Prior art keywords
oil
bushing
discharge
monitoring
defect
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010477550.8A
Other languages
English (en)
Inventor
尚宇
郝建
刘强
蒲路
毛辰
王帆
简政
戴锡泽
杨鼎革
张璐
王辰曦
吴子豪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chongqing University
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd
Original Assignee
Chongqing University
State Grid Corp of China SGCC
Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chongqing University, State Grid Corp of China SGCC, Electric Power Research Institute of State Grid Shaanxi Electric Power Co Ltd filed Critical Chongqing University
Priority to CN202010477550.8A priority Critical patent/CN111458612A/zh
Publication of CN111458612A publication Critical patent/CN111458612A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D21/00Measuring or testing not otherwise provided for
    • G01D21/02Measuring two or more variables by means not covered by a single other subclass

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Testing Relating To Insulation (AREA)
  • Housings And Mounting Of Transformers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,包括:油压监测模块,用于监测油浸式套管内部绝缘油的压力;振动特性监测模块,用于监测油浸式套管在运行过程中的振动频率与幅度;放电特征监测模块,用于通过测试油浸式套管端部的局部放电脉冲电流的大小以及放电图谱,判断油浸式套管是否处于正常运行状态;放电现象观测模块,用于观测油浸式套管内部放电点的位置,记录放电时刻的放电过程图像及动画;介电响应测试模块,用于通过改变交流激励的频率,采用复电容、介质损耗作为频率的函数,用该函数的变化情况来评估绝缘材料或绝缘设备的绝缘状况。本发明可对缺陷进行电气和机械性能特征参量的综合性监测分析。

Description

一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统
技术领域
本发明属于电气设备绝缘性能状态监测及故障分析技术领域,特别涉及一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统。
背景技术
套管是电力变压器的重要组成部分,其绝缘性能的优劣直接影响变压器的安全可靠运行。变压器套管发生故障时,不仅会直接影响其本身和变压器的正常工作,还会导致电力系统安全运行面临风险,影响安全供电。研究变压器套管的绝缘健康状态监测系统,分析套管不同缺陷的特征规律,能够及时发现套管故障,有利于采取有效措施避免造成较大的变压器故障,有着重要的工程意义。
据统计,变压器套管故障约占变压器总故障的三分之一,是输变电系统中故障高发设备;其中,套管内绝缘电容芯子处发生放电等故障时极易引发爆炸,严重时更会引起电力系统局部故障或火灾等安全事故。
高压套管大多采用油纸式套管,其主要由绝缘纸、铝箔和绝缘油配合实现高压绝缘。为了分析套管内部的老化规律以及故障类型,国内外学者通常采用测量套管内部油纸绝缘特性的电气参数和理化参数。在油纸式套管中,绝缘纸的聚合度和拉伸强度能直接反映其固体绝缘的老化程度,但在实际工程中需要将变压器解体进行取样,不仅其操作难度大,而且还可能对变压器系统造成损伤。从上世纪90年代起,以电介质的极化和介电响应为理论基础的电诊断方法逐渐运用到了实际工程领域中,其中传统的检测方法有回复电压法(RVM)和极化去极化电流法(PDC),由于其测量具有非破坏性、测量迅速、测量对象限制小、抗干扰能力强,携带绝缘信息丰富等优点,因此得到电气绝缘诊断方面研究者的青睐。
目前,缺乏实现套管机械振动特性、局部放电、介电特性等一体化监测和检测的系统;对于现服役的油纸变压器套管,为了避免由于套管故障引起的安全事故以及经济损失,运维人员和国内外学者主要通过测量与分析套管的各种绝缘特征参量等数据来分析判断其健康状态。现阶段常用监测系统大多采用采集套管的频域介电图谱的方法,研究分析图谱曲线的变化规律与趋势来判断其缺陷故障的大致类型,通过数学手段提取并处理特征参量等方法给出其缺陷程度的判断依据。然而,实际变压器套管在运行过程中,会同时受到电气、机械、热等多种应力的共同作用,运行状态较差的变压器套管会以不同形式的故障表现出来。采用单一检测方法采集得到的缺陷数据不能全面地反映套管的整体特征状态,同时不同类型的故障缺陷所引起的特征参量也可能会相互影响,从而导致对套管的监测可靠度降低。
综上,亟需一种新的油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,以解决上述存在的一个或多个技术问题。本发明的系统,能够进行电气绝缘缺陷进行监测和模拟,可对缺陷进行电气和机械性能特征参量的综合性监测分析,监测可靠度较高。
为达到上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,包括:
油压监测模块,用于监测油浸式套管内部绝缘油的压力;
振动特性监测模块,用于监测油浸式套管在运行过程中的振动频率与幅度;
放电特征监测模块,用于通过测试油浸式套管端部的局部放电脉冲电流的大小以及放电图谱,判断油浸式套管是否处于正常运行状态;
放电现象观测模块,用于观测油浸式套管内部放电点的位置,记录放电时刻的放电过程图像及动画;
介电响应测试模块,用于通过改变交流激励的频率,采用复电容、介质损耗作为频率的函数,用该函数的变化情况来评估绝缘材料或绝缘设备的绝缘状况;其中,测得的曲线的不同部分包含着绝缘油纸的不同信息,通过分析不同条件下曲线各段的变化情况,实现对套管绝缘状态进行诊断与评估。
本发明的进一步改进在于,所述油压监测模块采用液体压力传感器,设置于油浸式套管封装外壳处;其中,探头设置于油面和有机玻璃壁处的交界处。
本发明的进一步改进在于,所述振动特性监测模块采用振动传感器,振动传感器设置于油浸式套管的套管封装外壳壁处,通过采集卡将测得数据传出。
本发明的进一步改进在于,所述放电特征监测模块包括:局部放电脉冲电流检测仪;其中,对于110kV及以上的油浸式套管,当放电量大于等于20pC时,认为套管发生局部放电。
本发明的进一步改进在于,所述放电现象观测模块包括:紫外成像仪和相机;其中,通过紫外成像仪观测套管内部放电点的位置,通过相机记录放电时刻的放电过程图像及动画。
本发明的进一步改进在于,所述介电响应测试模块包括介电谱测试仪。
本发明的进一步改进在于,还包括:套管缺陷模块,用于模拟油浸式套管缺陷;
其中,在导杆上卷制绝缘纸过程中,加入金属颗粒在绝缘纸层之间,实现套管颗粒缺陷故障模拟;在套管封装充入绝缘油后,从通油口处充入空气,气体以气泡形式存在于绝缘油中,实现气泡缺陷模拟;在导杆上卷制绝缘纸和铝箔时,将部分铝箔进行不规则折叠后与绝缘纸一同卷制在导杆上,实现铝箔褶皱缺陷模拟;将末屏引线设置过长,靠近套管内部导电部位,实现套管爬电缺陷模拟;在套管卷制前,将绝缘纸放在室外自然吸潮或人工受潮,再完成套管的卷制,实现套管受潮缺陷的模拟。
本发明的进一步改进在于,还包括:电源模块,用于为套管缺陷模块提供和调节交流电压、直流电压和交直流复合电压。
本发明的进一步改进在于,所述电源模块包括:
交流电源模块,包括:工频试验变压器、柱式调压器、分压器和保护电阻,用于提供和调节施加的交流电压及其电压值大小,交流电压的范围为0~1000kV;
直流电源模块,包括:直流高压发生器,用于提供和调节施加的直流电压及其电压值大小,直流电压范围为0~800kV;
交直流复合电压源模块,包括:变压器、隔直电阻、隔直电容、滤波电容、整流硅堆和示波器,用于提供交流和直流联合作用的交直流复合电压,交流电压范围为0~50kV、直流电压范围为0-50kV。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
本发明的系统是一种多参量联合分析的监测系统,可用于实际变压器套管的健康状态监测,当套管出现缺陷故障时可通过监测系统不同模块共同作用联合反映出来,有助于维运人员及时发现和处理缺陷故障,很大程度的加强了变压器套管以及电网运行的安全可靠性。其中,本发明设计的几种缺陷模型是用于举例说明实际套管常见的故障缺陷,有助于帮助掌握实际缺陷故障的特征与实现缺陷故障的快速准确的监测与诊断。具体的,本发明的系统同时具备电气绝缘性能和机械强度性能的测量装置,能从多角度综合分析实际变压器套管的运行特征和健康状态。同时设计了几种常见的套管绝缘缺陷,有助于运维人员掌握缺陷特征以及准确分析不同缺陷特性。在现有的常见缺陷模型中,可分别进行上述多特征量的共同监测,分析不同缺陷对各种特征参量的影响,在大量实验数据的基础上,可建立以不同特征参量为基础共同评估套管健康状态的实验模型以及数据库,可大大提高对油纸套管健康状态评估可靠度和准确度,有助于及时尽早地发现和判断套管的缺陷与故障。本发明的监测系统,可以实现套管局部放电、介电特性、机械特性(油压力,套管机械振动)的监测及检测。本发明的系统,对于正在服役的变压器套管,实际变压器即作为电源模块,为套管提供不同电压等级的电压。油压监测模块所采用的传感器可从套管法兰处探入从而接触油面,用于监测套管内部油压状况。振动特性监测模块需安装在套管外壁处,用于监测套管在运行过程中的振动幅度与频率等特征量。以上两模块共同监测套管的机械强度特性。放电特性监测模块设置于套管主绝缘底部,测量局部放电电流大小和相位等特征参量。对套管停电处理或拆除后,可通过介电响应测试模块分别连接套管接线头以及法兰处的末屏引出线,施加不同等级电压以监测套管介电特性。以上两模块共同监测套管的电气绝缘特性。
本发明的系统,能够进行电气绝缘缺陷模拟,还能对缺陷进行电气和机械性能特征参量的综合性监测分析,有助于掌握缺陷特征并实现缺陷的准确检测和诊断,可实现对套管在不同缺陷情况下的电气和机械性能的监测与分析。具体的,本发明将油压监测模块、振动监测模块、放电特性监测模块、放电现象观测模块、介电响应测试模块与变压器套管缺陷模型模块相连接,实现了缺陷套管的电气性能和力学性能特征参量的联合监测;本发明具备模拟套管典型缺陷的功能,能清晰明了地观测到典型缺陷,如气泡、杂质颗粒、沿面放电、受潮等缺陷的电气和机械特征参量的发展规律,有助于深入掌握缺陷发展特性,及早地准确检测缺陷。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍;显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来说,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统的示意图;
图2是本发明实施例的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统的示意图;
图3是本发明实施例中,油纸套管颗粒缺陷示意图;
图4是本发明实施例中,油纸套管气泡缺陷示意图;
图5是本发明实施例中,油纸套管铝箔褶皱缺陷示意图;
图6是本发明实施例中,油纸套管爬电缺陷示意图;
图7是本发明实施例中,油纸套管受潮缺陷示意图;
图中,1、油;2、金属颗粒;3、气泡;4、铝箔褶皱;5、末屏引线;6、金属块;7、水分。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术效果及技术方案更加清楚,下面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述;显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例。基于本发明公开的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其它实施例,都应属于本发明保护的范围。
请参阅图1和图2,本发明实施例的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,包括:套管缺陷模块、电源模块、油压监测模块、振动特性监测模块、放电特征监测模块、放电现象观测模块和介电响应测试模块。
本发明实施例中,套管缺陷模型可以为实际变压器油纸套管,该部分是整个监测系统监测的对象。其他模块通过配合共同施加在套管缺陷模块上,以监测它的电气和机械性能指标。本发明设计了油纸套管颗粒缺陷、气泡缺陷等5种常见缺陷故障模型用于说明不同类型缺陷的特征以及模拟方法,用于进一步掌握缺陷特性。
本发明实施例中,电源模块包括:交流电源、直流电源、交直流复合电源,用于为套管缺陷模块提供和调节交流电压、直流电压和交直流复合电压的电压值的大小。
可选的,交流电源模块由工频试验变压器(YDTCW-1000/500)、柱式调压器(TEOSZ)、分压器(YDTCW-1000/500)和保护电阻(YDTCW-1000/500)组成,用于提供和调节施加的交流电压及其电压值大小,交流电压0-1000kV(有效值)。
可选的,直流电源模块由直流高压发生器构成(HYG-800kV/10mA),用于提供和调节施加的直流电压的电压值大小,直流高压发生器提供的电压范围为0-800kV。
可选的,交直流复合电压源由两台试验变压器(YDTW-50/50型变压器(50kVA;0.33kV/50kV))、隔直电阻、隔直电容、滤波电容、整流硅堆、示波器组成,用于提供交流和直流联合作用的交直流复合电压,交流电压0-50kV(有效值)、直流电压0-50kV。
本发明实施例中,油压监测模块采用液体压力传感器,适用于一般性液体的压力测量。本发明实施例的系统中,该模块装设于套管封装外壳处,探头设于油面和有机玻璃壁处的交界处,以监测内部绝缘油的压力变化状况。在该系统中可用的液体压力传感器型号有CJGP-1、MIK-P3000等。
本发明实施例中,振动特性监测模块采用振动传感器,在本发明实施例的系统中将传感器装设于套管套管封装外壳壁处,通过采集卡将测得数据传送到计算机中,以监测套管在运行过程中的振动频率与幅度等状况。其中,可用的振动传感器有A26D100T、A213E等型号。
本发明实施例中,放电特征监测模块由局部放电脉冲电流检测仪构成。通过测试套管端部处的局部放电脉冲电流的大小以及放电图谱等参数,来判断变压器套管的是否处于正常运行状态。根据国家标准规定,对于110kV及以上的油纸变压器套管,当放电量超过20pC时,即认为套管发生了局部放电。在该系统中可采用的局部放电脉冲电流检测仪的型号有PD Check、EMPD500装置。
本发明实施例中,放电现象观测模块由紫外成像仪和高清相机构成,透过透明有机玻璃对套管外部的拍摄,通过紫外成像仪可观测套管内部放电点的位置,通过高清相机可记录放电时刻的放电过程的图像及动画。该系统中可采用的紫外成像仪有以色列OFIL公司的Scalar、Superb等设备。
本发明实施例中,介电响应测试模块通常采用介电谱测试仪,介电响应测试是一种抗干扰能力强、携带信息丰富、操作简便快捷的绝缘检测方法。在低压下,通过改变交流激励的频率,并采用复电容、介质损耗等作为频率的函数,用该函数的变化情况来评估绝缘材料或绝缘设备的绝缘状况,其测得的曲线的不同部分包含着绝缘油纸的不同信息,通过分析不同条件下曲线各段的变化情况,就可以对套管绝缘状态进行诊断与评估。在采用介电响应测试时,需断开电源。该模块通常采用的设备有Megger公司的IDAX 300、Omicron公司的DIRANA等。
本发明实施例中的系统通过模块与设备的配合,可对变压器套管模型的电气性能和机械性能参数进行测量,从而实现对套管绝缘性能健康状态的监测与分析。
请参阅图3,本发明实施例中,颗粒缺陷模拟包括:
变压器套管在生产加工过程中,由于工作人员的操作失误或生产车间的卫生环境问题,导致在封装套管过程中混入部分金属颗粒等固体导电杂质。经研究分析表明,当套管中混入金属等杂质颗粒时,颗粒会畸变附近电场,使套管内部电场不均匀,从而影响绝缘特性。在导杆上卷制绝缘纸过程中,参入适量金属颗粒在绝缘纸层之间,从而模拟套管颗粒缺陷故障。
请参阅图4,本发明实施例中,气泡缺陷的模拟包括:
油纸变压器套管的绝缘纸在卷制过程中因纸板卷制松紧不均,会导致少量气体混入;油纸套管在运行过程中绝缘油可能也会因局部过热产生气体,聚集成气泡分布于油中,若运行的变压器套管中存在气泡,可能会导致套管内部发生局部放电现象。在套管封装充入绝缘油后,从通油口处充入适量空气,气体将以气泡形式存在于绝缘油中,从而实现气泡缺陷的模拟。
请参阅图5,本发明实施例中,铝箔褶皱的模拟包括:油纸变压器套管的铝箔在卷制过程中由于受力松紧的不均或工作人员操作的失误,会在部分区域出现褶皱,从而引起套管的等效电容分布不均匀,导致套管内部电场强度分布不均,严重时引发局部放电等现象。在导杆上卷制绝缘纸和铝箔时,将部分铝箔进行不规则折叠后和绝缘纸一同卷制在导杆上,从而模拟铝箔褶皱缺陷。
请参阅图6,本发明实施例中,爬电缺陷的模拟包括:
若变压器套管在制造或运行过程中,有毛刺或其他导电杂质将末屏引出到套管底部的某导电部位时,由于电荷的导通会引发爬电现象,从而导致对套管内部造成损伤。在加工过程中将末屏引线设置过长,靠近套管内部导电部位,从而模拟套管爬电缺陷。
请参阅图7,本发明实施例中,受潮缺陷的模拟包括:
当套管在制造过程中由于干燥不充分,或在运行过程中由密封性能的缺陷导致外部水分的侵入,使得绝缘纸出现部分受潮现象,加快套管内部绝缘的老化速率。在套管卷制前,将绝缘纸放在室外自然吸潮或人工受潮,再完成套管的卷制,从而模拟套管的受潮缺陷。
孙长海等利用回复电压法得到在相同充电条件下,套管的受潮程度与回复电压值呈正相关,当受潮不均匀时,回复电压极化谱曲线呈双极点。李军浩等测量了油纸系统不同水分含量的电流,研究表明其只影响测量曲线的末端。T.k.Saha测量微水含量不同的变压器套管,研究表明微水含量的增加会增加电流末端的电流值。但是RVM法图谱提出的解释过于简单,受温度和绝缘尺寸影响极大,误差较大,同时PDC测试由于现场抗干扰能力较差,现阶段也未得到广泛的应用。目前,主要以介损、介电常数、电容量等为测试参量对套管的健康状态进行评估的频域介电响应法(FDS)得到大力推行;同时,以局部放电测量等方法共同检测套管的健康状态得到广泛应用。J.Cheng在对瑞典现场变压器套管进行频域介电测试时发现,测试电压几乎不会对绝缘材料的介电性能产生影响,仅在低频区有较小的影响。通过实例分析可知,采用频域介电响应方法及局部放电测量法等具有抗干扰能力强、携带信息丰富、操作简便快捷等特点,现已广泛被国内外学者与实际工程中所采用。通过上述对现有研究的分析整理可得出两个结论:①对电力设备的介电响应分析中,通过举例说明可知采用频域介电响应法的综合效果优于时域介电响应法,故本发明选择监测频域介电谱的相应设备用于系统中,可以提高检测系统的可靠度。②通过现有研究表明,国内外学者大多仅从单一检测手段入手分析,即根据单一特征参量判断套管的故障缺陷;为了综合分析套管的健康状态需要从多角度探究其不同特征状态参量,本监测系统通过采集电气特征参量和机械特征参量共同分析,其监测评估效果将优于其他单一评估方法的效果。通过分析现有变压器套管故障数据可知,套管在运行过程中电气性能缺陷和机械强度缺陷是引起套管发生故障的主要原因,为了解决这一现状,本专利设计了一种同时兼具电气性能和机械性能测试的变压器套管健康状态监测系统。套管运行过程中电气性能缺陷和机械强度缺陷是引起套管故障的主要原因,需要根据实际工况分析研究套管的主要故障类型,设计一种同时兼具电气性能和机械性能测试的变压器套管健康状态监测系统。本发明的监测系统,可以实现套管局部放电、介电特性、机械特性(油压力,套管机械振动)的监测及检测。
综上,本发明提供了一种变压器套管电气绝缘性能健康状态监测系统。该系统能从多方面监测套管内部的油压、套管外壳的振动特性、局部放电脉冲电流、介电性能等状态参量。同时该系统可分别接入交流、直流和交直流复合电源,多方位且更为真实地模拟变压器套管的实际运行状态,并且封装套管的外壳采用有机透明玻璃,可以帮助观测者更为直接清晰地看清变压器套管内部的如产气、放电等可视化现象。设计了几种油纸套管常见的缺陷模型,简要分析了缺陷的产生原因和缺陷的模拟方法。通过以上系统不同功能的模块与设备的配合对变压器套管健康状态的监测,能够最大程度地为套管安全运行提供强有力的保障,该系统可以为现场运行的变压器套管的状态监测有效的技术支撑,为电力系统设备的可靠运行和监测提供了新的思路。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制,尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明,所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换,这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换,均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (9)

1.一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,包括:
油压监测模块,用于监测油浸式套管内部绝缘油的压力;
振动特性监测模块,用于监测油浸式套管在运行过程中的振动频率与幅度;
放电特征监测模块,用于通过测试油浸式套管端部的局部放电脉冲电流的大小以及放电图谱,判断油浸式套管是否处于正常运行状态;
放电现象观测模块,用于观测油浸式套管内部放电点的位置,记录放电时刻的放电过程图像及动画;
介电响应测试模块,用于通过改变交流激励的频率,采用复电容、介质损耗作为频率的函数,用该函数的变化情况来评估绝缘材料或绝缘设备的绝缘状况;其中,测得的曲线的不同部分包含着绝缘油纸的不同信息,通过分析不同条件下曲线各段的变化情况,实现对套管绝缘状态进行诊断与评估。
2.根据权利要求1所述的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,所述油压监测模块采用液体压力传感器,设置于油浸式套管封装外壳处;其中,探头设置于油面和有机玻璃壁处的交界处。
3.根据权利要求1所述的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,所述振动特性监测模块采用振动传感器,振动传感器设置于油浸式套管的套管封装外壳壁处,通过采集卡将测得数据传出。
4.根据权利要求1所述的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,所述放电特征监测模块包括:局部放电脉冲电流检测仪;
其中,对于110kV及以上的油浸式套管,当放电量大于等于20pC时,认为套管发生局部放电。
5.根据权利要求1所述的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,所述放电现象观测模块包括:紫外成像仪和相机;其中,通过紫外成像仪观测套管内部放电点的位置,通过相机记录放电时刻的放电过程图像及动画。
6.根据权利要求1所述的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,所述介电响应测试模块包括介电谱测试仪。
7.根据权利要求1所述的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,还包括:套管缺陷模块,用于模拟油浸式套管缺陷;其中,封装外壳采用有机玻璃;
其中,在导杆上卷制绝缘纸过程中,加入金属颗粒在绝缘纸层之间,实现套管颗粒缺陷故障模拟;在套管封装充入绝缘油后,从通油口处充入空气,气体以气泡形式存在于绝缘油中,实现气泡缺陷模拟;在导杆上卷制绝缘纸和铝箔时,将部分铝箔进行不规则折叠后与绝缘纸一同卷制在导杆上,实现铝箔褶皱缺陷模拟;将末屏引线设置过长,靠近套管内部导电部位,实现套管爬电缺陷模拟;在套管卷制前,将绝缘纸放在室外自然吸潮或人工受潮,再完成套管的卷制,实现套管受潮缺陷的模拟。
8.根据权利要求7所述的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,还包括:电源模块,用于为套管缺陷模块提供和调节交流电压、直流电压和交直流复合电压。
9.根据权利要求8所述的一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统,其特征在于,所述电源模块包括:
交流电源模块,包括:工频试验变压器、柱式调压器、分压器和保护电阻,用于提供和调节施加的交流电压及其电压值大小,交流电压的范围为0~1000kV;
直流电源模块,包括:直流高压发生器,用于提供和调节施加的直流电压及其电压值大小,直流电压范围为0~800kV;
交直流复合电压源模块,包括:变压器、隔直电阻、隔直电容、滤波电容、整流硅堆和示波器,用于提供交流和直流联合作用的交直流复合电压,交流电压范围为0~50kV、直流电压范围为0-50kV。
CN202010477550.8A 2020-05-29 2020-05-29 一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统 Pending CN111458612A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010477550.8A CN111458612A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010477550.8A CN111458612A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111458612A true CN111458612A (zh) 2020-07-28

Family

ID=71684869

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010477550.8A Pending CN111458612A (zh) 2020-05-29 2020-05-29 一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111458612A (zh)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112305388A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 华能澜沧江水电股份有限公司 一种发电机定子绕组绝缘局部放电故障在线监测诊断方法
CN112345898A (zh) * 2020-11-19 2021-02-09 西安西电变压器有限责任公司 一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测系统
CN113075210A (zh) * 2021-03-31 2021-07-06 华北电力大学 一种振动与电场耦合作用下油中气泡运动可视化测量装置
CN113311299A (zh) * 2021-05-26 2021-08-27 广西电网有限责任公司南宁供电局 一种cvt绝缘缺陷检测方法及装置
CN114113935A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种油纸绝缘套管故障模拟装置的试验方法
CN114964947A (zh) * 2022-04-20 2022-08-30 西安交通大学 微水不均匀分布的绝缘纸制备装置及方法
CN115063049A (zh) * 2022-08-16 2022-09-16 山东和兑智能科技有限公司 基于微智能传感器的高压套管多维状态监测系统与方法
CN116540041A (zh) * 2023-06-30 2023-08-04 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种高压套管沿面放电故障的检测方法

Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957423A (zh) * 2010-09-16 2011-01-26 中国电力科学研究院 一种高压油纸绝缘特性试验装置
CN201984122U (zh) * 2011-01-28 2011-09-21 保定天威集团有限公司 变压器综合与智能评估装置
CN102346230A (zh) * 2011-09-21 2012-02-08 山东五岳电器有限公司 在线检测变压器套管的方法和装置
CN104049167A (zh) * 2014-07-04 2014-09-17 国家电网公司 一种模拟油浸纸套管缺陷的方法
CN104764985A (zh) * 2015-04-16 2015-07-08 三峡大学 一种基于参数辨识估计油纸绝缘系统低频介损方法
CN105785240A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 广州供电局有限公司 油浸式变压器一体化局放缺陷模拟装置
CN105866555A (zh) * 2015-01-09 2016-08-17 通用电气公司 使用电压探头测量高电压幅值和相位以提高在线套管监测相关性
CN106404078A (zh) * 2016-11-28 2017-02-15 山东科技大学 一种变压器在线监测装置
CN206002643U (zh) * 2016-09-18 2017-03-08 国网江苏省电力公司电力科学研究院 一种gis交直流电压联合试验系统
CN106990342A (zh) * 2017-06-08 2017-07-28 重庆大学 一种油纸电容式套管介电响应特性测试的方法
CN207114702U (zh) * 2017-07-25 2018-03-16 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电力变压器局部放电模拟实验平台
CN108984944A (zh) * 2018-08-02 2018-12-11 南方电网科学研究院有限责任公司 一种变压器套管伞裙参数的选取方法及装置
CN109557439A (zh) * 2018-12-21 2019-04-02 广西电网有限责任公司电力科学研究院 油纸绝缘缺陷套管运行工况模拟装置
CN109870638A (zh) * 2019-02-25 2019-06-11 华能国际电力股份有限公司 一种局部放电缺陷模拟试验用实体变压器
CN109884488A (zh) * 2019-04-11 2019-06-14 苏州正秦电气有限公司 一种变压器套管油在线监测装置采集器
CN110967601A (zh) * 2019-11-21 2020-04-07 南京航空航天大学 一种变压器套管局部放电多维检测方法

Patent Citations (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101957423A (zh) * 2010-09-16 2011-01-26 中国电力科学研究院 一种高压油纸绝缘特性试验装置
CN201984122U (zh) * 2011-01-28 2011-09-21 保定天威集团有限公司 变压器综合与智能评估装置
CN102346230A (zh) * 2011-09-21 2012-02-08 山东五岳电器有限公司 在线检测变压器套管的方法和装置
CN104049167A (zh) * 2014-07-04 2014-09-17 国家电网公司 一种模拟油浸纸套管缺陷的方法
CN105866555A (zh) * 2015-01-09 2016-08-17 通用电气公司 使用电压探头测量高电压幅值和相位以提高在线套管监测相关性
CN104764985A (zh) * 2015-04-16 2015-07-08 三峡大学 一种基于参数辨识估计油纸绝缘系统低频介损方法
CN105785240A (zh) * 2016-03-15 2016-07-20 广州供电局有限公司 油浸式变压器一体化局放缺陷模拟装置
CN206002643U (zh) * 2016-09-18 2017-03-08 国网江苏省电力公司电力科学研究院 一种gis交直流电压联合试验系统
CN106404078A (zh) * 2016-11-28 2017-02-15 山东科技大学 一种变压器在线监测装置
CN106990342A (zh) * 2017-06-08 2017-07-28 重庆大学 一种油纸电容式套管介电响应特性测试的方法
CN207114702U (zh) * 2017-07-25 2018-03-16 广西电网有限责任公司电力科学研究院 一种电力变压器局部放电模拟实验平台
CN108984944A (zh) * 2018-08-02 2018-12-11 南方电网科学研究院有限责任公司 一种变压器套管伞裙参数的选取方法及装置
CN109557439A (zh) * 2018-12-21 2019-04-02 广西电网有限责任公司电力科学研究院 油纸绝缘缺陷套管运行工况模拟装置
CN109870638A (zh) * 2019-02-25 2019-06-11 华能国际电力股份有限公司 一种局部放电缺陷模拟试验用实体变压器
CN109884488A (zh) * 2019-04-11 2019-06-14 苏州正秦电气有限公司 一种变压器套管油在线监测装置采集器
CN110967601A (zh) * 2019-11-21 2020-04-07 南京航空航天大学 一种变压器套管局部放电多维检测方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112305388B (zh) * 2020-10-30 2024-03-08 华能澜沧江水电股份有限公司 一种发电机定子绕组绝缘局部放电故障在线监测诊断方法
CN112305388A (zh) * 2020-10-30 2021-02-02 华能澜沧江水电股份有限公司 一种发电机定子绕组绝缘局部放电故障在线监测诊断方法
CN112345898A (zh) * 2020-11-19 2021-02-09 西安西电变压器有限责任公司 一种含气泡绝缘油的击穿过程自触发观测系统
CN113075210A (zh) * 2021-03-31 2021-07-06 华北电力大学 一种振动与电场耦合作用下油中气泡运动可视化测量装置
CN113311299A (zh) * 2021-05-26 2021-08-27 广西电网有限责任公司南宁供电局 一种cvt绝缘缺陷检测方法及装置
CN113311299B (zh) * 2021-05-26 2023-05-19 广西电网有限责任公司南宁供电局 一种cvt绝缘缺陷检测方法及装置
CN114113935A (zh) * 2021-11-19 2022-03-01 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种油纸绝缘套管故障模拟装置的试验方法
CN114113935B (zh) * 2021-11-19 2024-05-17 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种油纸绝缘套管故障模拟装置的试验方法
CN114964947A (zh) * 2022-04-20 2022-08-30 西安交通大学 微水不均匀分布的绝缘纸制备装置及方法
CN114964947B (zh) * 2022-04-20 2024-05-28 西安交通大学 微水不均匀分布的绝缘纸制备装置及方法
CN115063049A (zh) * 2022-08-16 2022-09-16 山东和兑智能科技有限公司 基于微智能传感器的高压套管多维状态监测系统与方法
CN115063049B (zh) * 2022-08-16 2022-11-15 山东和兑智能科技有限公司 基于微智能传感器的高压套管多维状态监测系统与方法
CN116540041B (zh) * 2023-06-30 2023-09-15 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种高压套管沿面放电故障的检测方法
CN116540041A (zh) * 2023-06-30 2023-08-04 国网安徽省电力有限公司电力科学研究院 一种高压套管沿面放电故障的检测方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111458612A (zh) 一种油浸式套管电气绝缘性能的状态监测及缺陷模拟系统
CN106404078B (zh) 一种变压器在线监测装置
CN106199305B (zh) 煤矿井下供电系统用干式变压器绝缘健康状态评估方法
CN103105568B (zh) 变压器油纸绝缘电热联合老化与局部放电一体化实验装置
CN110689252B (zh) 一种电容式电压互感器计量误差态势感知系统
CN108089038B (zh) 分析绕组缺陷致热对油纸绝缘性能影响的试验装置及方法
CN111781476A (zh) 变压器干式套管缺陷模拟和性能状态监测系统及方法
CN106338336A (zh) 变压器振动的在线监测系统
CN102136359B (zh) 一种油浸倒立式电流互感器及其绝缘检测方法
CN110297167A (zh) 一种基于多源信息融合的变压器老化状态评价方法
CN104569724A (zh) 一种变压器短路故障综合诊断方法
CN102680870A (zh) 电力设备绝缘性能测试方法
CN105158655A (zh) 一种基于频域介电理论的变压器油纸绝缘老化状态评估方法
CN103513132B (zh) 输变电系统设备状态仿真装置
CN104655967B (zh) 配电变压器绕组振动信号特征量提取方法
CN104459486A (zh) 一种利用极化电流评估交联聚乙烯中压电缆绝缘的方法
CN115792724A (zh) 一种变压器套管故障不停电诊断方法
CN111487491A (zh) 一种油浸式平波电抗器的健康状态检测与评估系统和方法
CN113917293A (zh) 基于频域时域高压干式套管绝缘老化状态评估方法及系统
CN106842016A (zh) 一种sf6断路器设备取消例行停电试验的状态试验方法
CN111856379A (zh) 低温环境中电流互感器运行特性模拟试验平台及监控系统
CN103792262A (zh) 基于频域Havriliak-Negami模型的电力变压器受潮检测方法
Azirani et al. Online Fault Gas Monitoring System for Hermetically Sealed Power Transformers
CN203587790U (zh) 电气设备在线检测装置的实验室模拟试验装置
CN103529416A (zh) 电气设备在线检测装置的实验室模拟试验装置及其试验方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20200728

RJ01 Rejection of invention patent application after publication