CN1580794A - 在线监测变压器套管绝缘隐患的方法 - Google Patents

Abstract

在线监测变压器套管绝缘隐患的方法，其是通过安装在高、中压侧三相共六根套管上的工作电压传感器和末屏泄漏电流传感器对各相套管的工作相电压和末屏泄漏电流进行同步采样；并求取每个套管的介损和电容，对采集的高、中压同相的套管的末屏泄漏电流值，按照介损的计算方法求取高压和中压同相的套管之间的相对介损值，通过信号调理电路，由高、中压侧的三相工作电压得到高、中压侧不平衡电压值，然后将所计算得到的各相套管的介损值和电容值以及高、中压侧三相套管不平衡电压值，通过光缆以指定的数据格式传输到后台诊断系统的计算机中，通过后台诊断系统诊断出同相套管之间的不平衡状况，以实现对变压器套管绝缘介质损耗的在线监测。

Description

在线监测变压器套管绝缘隐患的方法

                          技术领域

本发明涉及在线监测变压器套管绝缘介质损耗的一种综合测试方法，特别是在线监测变压器套管绝缘隐患的方法，通过使用本发明，可以在很大程度上提高测量变压器套管介质损耗的灵活性和精确度。

                          背景技术

电力系统中高压电力设备运行的可靠性主要取决于设备的绝缘状况。为防止事故，多年来均采用预防性试验方法定期对高压电力设备的绝缘状况进行监测，这对保证电力设备和电网的安全运行起到了一定的作用。但是，随着电力设备向大容量、高电压、高性能方向发展，传统的预防性试验因为其固有的缺陷(如需停电操作、试验电压低、试验周期长等)，已经不能适应电力系统的要求。

随着现代传感器技术、计算机技术和信息处理技术的发展和应用，绝缘在线监测技术也日臻完善，它在电力设备故障诊断中的应用也越来越受到重视。与预防性试验制度的建立过程一样，通过使用、推广、总结和提高之后，将会制定出以在线监测为基础的电力设备状态检修标准，逐步建立完善的电力系统状态检修制度。

容性设备(套管、CT等，以下用套管代表)绝缘十分重要，它决定了套管的技术经济性能和运行可靠性。套管的绝缘在运行中受到电、热和机械应力以及环境应力的作用，其性能会逐渐下降，或者说，绝缘状态会劣化，最终丧失绝缘的功能，这称为绝缘的老化。绝缘的老化是一个渐变的过程，如果不及时发现，就可能导致套管发生故障，甚至引发突发性的电力事故，造成巨大的直接和间接经济损失。为了了解套管的绝缘状态，避免或减少因绝缘故障引起损坏和非计划停电，进行绝缘监测和诊断是十分必要的。

                          发明内容

本发明的目的是提供一种在线监测变压器套管绝缘隐患的方法，以解决传统的预防性试验存在的不足之处，以提高测量变压器套管介质损耗的灵活性和精确度。

本发明所采用的技术方案是：在线监测变压器套管绝缘隐患的方法，其特征是通过安装在高压侧A、B、C三相和中压侧Am、Bm、Cm三相共六根电容式套管上的工作电压传感器和末屏泄漏电流传感器对各相电容式套管的工作相电压和末屏泄漏电流进行同步采样；并求取每个电容性套管的介损和电容；对采集的高压和中压同相的电容式套管的末屏泄漏电流值，按照介损的计算方法求取高压和中压同相的电容式套管之间的相对介损值，通过信号调理电路，由高压侧的A、B、C三相工作电压得到高压侧不平衡电压值，由中压侧的Am、Bm、Cm三相工作电压得到中压侧不平衡电压值，然后将所计算得到的各相电容式套管的介损值和电容值以及通过测量获得的高压侧A、B、C三相电容式套管不平衡电压值、中压侧Am、Bm、Cm三相电容式套管不平衡电压值通过光缆以指定的数据格式传输到后台诊断系统的计算机中，通过后台诊断系统诊断出同相电容式套管之间的不平衡状况，以实现对变压器套管绝缘介质损耗的在线监测。

本发明能在线监测变压器套管绝缘介质损耗，以便及时对套管的绝缘状态进行监测，避免或减少因绝缘故障引起的损坏和非计划停电。本发明解决了传统预防性试验存在的不足，提高了测量变压器套管介质损耗的灵活性和精确度。

                          附图说明

图1是本发明的变压器的主视图。

                        具体实施方式

图1中：

1-变压器高压侧A相套管工作电压传感器；

2-变压器高压侧A相套管末屏电流传感器；

3-变压器高压侧B相套管工作电压传感器；

4-变压器高压侧B相套管末屏电流传感器；

5-变压器高压侧C相套管工作电压传感器；

6-变压器高压侧C相套管末屏电流传感器；

7-变压器高压侧Am相套管工作电压传感器；

8-变压器高压侧Am相套管末屏电流传感器；

9-变压器高压侧Bm相套管工作电压传感器；

10-变压器高压侧Bm相套管末屏电流传感器；

11-变压器高压侧Cm相套管工作电压传感器；

12-变压器高压侧Cm相套管末屏电流传感器；

13-变压器电容式套管。

以下结合附图来对本发明做进一步的描述。

本发明所述的在线监测变压器套管绝缘隐患的方法的内容包括测量计算高压侧A、B、C三相和中压侧Am、Bm、Cm三相共6根电容性套管13的介损和电容，并对高压侧和中压侧同相电容性套管的相对介损，以及高压侧和中压侧三相电容性套管的不平衡电压进行监测。对于一个电容性套管13而言，要想计算出它的介损，必须要先测量出该电容性套管的工作相电压和该电容性套管的末屏泄漏电流的波形。

1、高压侧电容式套管绝缘在线监测：

通过安装在高压侧A、B、C三相电容式套管上的工作电压传感器1、3、5和末屏电流传感器2、4、6对高压侧A、B、C各相电容式套管的工作相电压和末屏泄漏电流进行同步采样，即A相工作电压和A相电容性套管的末屏泄漏电流进行同步采样，B相工作电压和B相电容性套管的末屏泄漏电流进行同步采样，C相工作电压和C相电容性套管的末屏泄漏电流进行同步采样即可；为简便处理，系统也可以对此6个参数进行同步采样。

其中工作电压信号来源于PT或CVT，其信号的输出范围是：交流0-100V。

电容性套管的末屏泄漏电流信号的范围是：交流0-30mA。

通过每一个电容性套管的末屏接地引出线，套接上穿芯式末屏电流传感器2、4、6便可以测量出该电容性套管的末屏泄漏电流。需要注意的是，要确保每个电容性套管信号采集的同步性。

2、中压侧电容式套管绝缘在线监测：

通过安装在中压侧Am、Bm、Cm三相电容式套管上的工作电压传感器7、9、11和末屏电流传感器8、10、12对中压侧Am、Bm、Cm各相电容式套管的工作电压和末屏泄漏电流进行同步采样，即Am相工作电压和Am相套管的泄漏电流进行同步采样，Bm相电压和Bm相套管的泄漏电流进行同步采样，Cm相电压和Cm相套管的泄漏电流进行同步采样即可；为简便处理，系统也可以对此6个参数进行同步采样。

其中工作电压信号来源于PT或CVT，其信号的输出范围是：交流0-100V。

套管的末屏泄漏电流信号的范围是：交流0-30mA。

通过每一个电容性套管的末屏接地引出线，套接上穿芯式末屏电流传感器8、10、12便可以测量出该电容性套管的末屏泄漏电流。需要注意的是，要确保每个套管信号采集的同步性。

3、高、中压三相套管间介损的对比测量：

通过上述末屏电流传感器2、4、6、8、10、12，同步测量高压和中压三相电容性套管的6个末屏泄漏电流。对高压和中压同相的末屏泄漏电流，即高压侧的A相电容性套管末屏泄漏电流和中压侧的Am相电容性套管末屏泄漏电流、高压侧的B相电容性套管末屏电流和中压侧的Bm相电容性套管末屏电流以及高压侧的C相电容性套管末屏电流和中压侧的Cm相电容性套管末屏电流，按照介损的计算方法求取二者之间的相对介损值，从而反映出同相套管之间的不平衡状况。最后按照后台诊断系统的要求，将相关值通过光缆以指定的数据格式进行传输。

电容性套管的末屏泄漏电流信号的范围是：交流0-30mA。

4、电容式套管绝缘在线监测整体技术要求：

对于在线监测变压器套管绝缘隐患时，每一路的采集速率都要求不低于150kHz；考虑到电网频率的波动将会对介损测量造成严重的影响，本发明可以通过软件或硬件的方式设计锁相环电路，来跟踪电网频率的波动，在不同频率下准确地实现采样。在完成整个系统自检的同时，检查系统所包含的硬件电路对本发明监测的项目造成的相移，并通过系统软件进行修正；

本实施方式要求母线电压的相对误差≤±0.5％；末屏泄漏电流的相对误差≤±0.5％；阻性电流的相对误差≤±5.0％；介损测量的绝对误差≤±0.1％；等值电容的相对误差≤±1.0％；要求每一路信号的采集速率不低于150kHz。

5、三相套管不平衡电压的在线监测：

通过上述末屏电流传感器2、4、6、8、10、12测量到的高压侧、中压侧三相电容性套管的末屏泄漏电流，分别通过一个电阻后加和，然后经过一个电阻接地，凭借工作电压传感器1、3、5、7、9、11测量这一电阻两端的电压值反映出三相电容性套管不平衡的状况，即高压侧A、B、C三相硬件加和后，获得高压侧三相电容性套管不平衡电压值，中压侧Am、Bm、Cm三相硬件加和后，获得中压侧三相电容性套管不平衡电压值。并且按照后台诊断系统的要求将这两个电压值通过光缆以指定的数据格式进行传输。

要求每一路信号的采集速率不低于10kHz；相对误差≤±5.0％。

Claims (3)

1、在线监测变压器套管绝缘隐患的方法，其特征是通过安装在高压侧A、B、C三相和中压侧Am、Bm、Cm三相共六根电容式套管上的工作电压传感器(1、3、5、7、9、11)和末屏泄漏电流传感器(2、4、6、8、10、12)对各相电容式套管的工作相电压和末屏泄漏电流进行同步采样；并求取每个套管的介损和电容；对采集的高压和中压同相的电容式套管的末屏泄漏电流值，按照介损的计算方法求取高压和中压同相的电容式套管之间的相对介损值，通过信号调理电路，由高压侧的A、B、C三相工作电压得到高压侧不平衡电压值，由中压侧的Am、Bm、Cm三相工作电压得到中压侧不平衡电压值，然后将所计算得到的各相电容式套管的介损值和电容值以及通过测量获得的高压侧A、B、C三相电容式套管不平衡电压值、中压侧Am、Bm、Cm三相电容式套管不平衡电压值通过光缆以指定的数据格式传输到后台诊断系统的计算机中，通过后台诊断系统诊断出同相电容式套管之间的不平衡状况，以实现对变压器套管绝缘介质损耗的在线监测。

2、根据权利要求1所述的在线监测变压器套管绝缘隐患的方法，其特征是所述工作电压信号来源于PT或CVT，其信号的输出范围是：交流0-100V；电容性套管的末屏泄漏电流信号的范围是：交流0-30mA。

3、根据权利要求1或2所述的在线监测变压器套管绝缘隐患的方法，其特征是每一路信号的采集速率不低于150kHz。