專利名稱：在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣介質(zhì)損耗的一種綜合測(cè)試方法，特別是在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法，通過使用本發(fā)明，可以在很大程度上提高測(cè)量變壓器套管介質(zhì)損耗的靈活性和精確度。
背景技術(shù)：
電力系統(tǒng)中高壓電力設(shè)備運(yùn)行的可靠性主要取決于設(shè)備的絕緣狀況。為防止事故，多年來均采用預(yù)防性試驗(yàn)方法定期對(duì)高壓電力設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這對(duì)保證電力設(shè)備和電網(wǎng)的安全運(yùn)行起到了一定的作用。但是，隨著電力設(shè)備向大容量、高電壓、高性能方向發(fā)展，傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)因?yàn)槠涔逃械娜毕?如需停電操作、試驗(yàn)電壓低、試驗(yàn)周期長(zhǎng)等)，已經(jīng)不能適應(yīng)電力系統(tǒng)的要求。
隨著現(xiàn)代傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)也日臻完善，它在電力設(shè)備故障診斷中的應(yīng)用也越來越受到重視。與預(yù)防性試驗(yàn)制度的建立過程一樣，通過使用、推廣、總結(jié)和提高之后，將會(huì)制定出以在線監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)的電力設(shè)備狀態(tài)檢修標(biāo)準(zhǔn)，逐步建立完善的電力系統(tǒng)狀態(tài)檢修制度。
容性設(shè)備(套管、CT等，以下用套管代表)絕緣十分重要，它決定了套管的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能和運(yùn)行可靠性。套管的絕緣在運(yùn)行中受到電、熱和機(jī)械應(yīng)力以及環(huán)境應(yīng)力的作用，其性能會(huì)逐漸下降，或者說，絕緣狀態(tài)會(huì)劣化，最終喪失絕緣的功能，這稱為絕緣的老化。絕緣的老化是一個(gè)漸變的過程，如果不及時(shí)發(fā)現(xiàn)，就可能導(dǎo)致套管發(fā)生故障，甚至引發(fā)突發(fā)性的電力事故，造成巨大的直接和間接經(jīng)濟(jì)損失。為了了解套管的絕緣狀態(tài)，避免或減少因絕緣故障引起損壞和非計(jì)劃停電，進(jìn)行絕緣監(jiān)測(cè)和診斷是十分必要的。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法，以解決傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)存在的不足之處，以提高測(cè)量變壓器套管介質(zhì)損耗的靈活性和精確度。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法，其特征是通過安裝在高壓側(cè)A、B、C三相和中壓側(cè)Am、Bm、Cm三相共六根電容式套管上的工作電壓傳感器和末屏泄漏電流傳感器對(duì)各相電容式套管的工作相電壓和末屏泄漏電流進(jìn)行同步采樣；并求取每個(gè)電容性套管的介損和電容；對(duì)采集的高壓和中壓同相的電容式套管的末屏泄漏電流值，按照介損的計(jì)算方法求取高壓和中壓同相的電容式套管之間的相對(duì)介損值，通過信號(hào)調(diào)理電路，由高壓側(cè)的A、B、C三相工作電壓得到高壓側(cè)不平衡電壓值，由中壓側(cè)的Am、Bm、Cm三相工作電壓得到中壓側(cè)不平衡電壓值，然后將所計(jì)算得到的各相電容式套管的介損值和電容值以及通過測(cè)量獲得的高壓側(cè)A、B、C三相電容式套管不平衡電壓值、中壓側(cè)Am、Bm、Cm三相電容式套管不平衡電壓值通過光纜以指定的數(shù)據(jù)格式傳輸?shù)胶笈_(tái)診斷系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中，通過后臺(tái)診斷系統(tǒng)診斷出同相電容式套管之間的不平衡狀況，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器套管絕緣介質(zhì)損耗的在線監(jiān)測(cè)。
本發(fā)明能在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣介質(zhì)損耗，以便及時(shí)對(duì)套管的絕緣狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，避免或減少因絕緣故障引起的損壞和非計(jì)劃停電。本發(fā)明解決了傳統(tǒng)預(yù)防性試驗(yàn)存在的不足，提高了測(cè)量變壓器套管介質(zhì)損耗的靈活性和精確度。


圖1是本發(fā)明的變壓器的主視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1中1-變壓器高壓側(cè)A相套管工作電壓傳感器；2-變壓器高壓側(cè)A相套管末屏電流傳感器；3-變壓器高壓側(cè)B相套管工作電壓傳感器；4-變壓器高壓側(cè)B相套管末屏電流傳感器；5-變壓器高壓側(cè)C相套管工作電壓傳感器；6-變壓器高壓側(cè)C相套管末屏電流傳感器；7-變壓器高壓側(cè)Am相套管工作電壓傳感器；
8-變壓器高壓側(cè)Am相套管末屏電流傳感器；9-變壓器高壓側(cè)Bm相套管工作電壓傳感器；10-變壓器高壓側(cè)Bm相套管末屏電流傳感器；11-變壓器高壓側(cè)Cm相套管工作電壓傳感器；12-變壓器高壓側(cè)Cm相套管末屏電流傳感器；13-變壓器電容式套管。
以下結(jié)合附圖來對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的描述。
本發(fā)明所述的在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法的內(nèi)容包括測(cè)量計(jì)算高壓側(cè)A、B、C三相和中壓側(cè)Am、Bm、Cm三相共6根電容性套管13的介損和電容，并對(duì)高壓側(cè)和中壓側(cè)同相電容性套管的相對(duì)介損，以及高壓側(cè)和中壓側(cè)三相電容性套管的不平衡電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)。對(duì)于一個(gè)電容性套管13而言，要想計(jì)算出它的介損，必須要先測(cè)量出該電容性套管的工作相電壓和該電容性套管的末屏泄漏電流的波形。
1、高壓側(cè)電容式套管絕緣在線監(jiān)測(cè)通過安裝在高壓側(cè)A、B、C三相電容式套管上的工作電壓傳感器1、3、5和末屏電流傳感器2、4、6對(duì)高壓側(cè)A、B、C各相電容式套管的工作相電壓和末屏泄漏電流進(jìn)行同步采樣，即A相工作電壓和A相電容性套管的末屏泄漏電流進(jìn)行同步采樣，B相工作電壓和B相電容性套管的末屏泄漏電流進(jìn)行同步采樣，C相工作電壓和C相電容性套管的末屏泄漏電流進(jìn)行同步采樣即可；為簡(jiǎn)便處理，系統(tǒng)也可以對(duì)此6個(gè)參數(shù)進(jìn)行同步采樣。
其中工作電壓信號(hào)來源于PT或CVT，其信號(hào)的輸出范圍是交流0-100V。
電容性套管的末屏泄漏電流信號(hào)的范圍是交流0-30mA。
通過每一個(gè)電容性套管的末屏接地引出線，套接上穿芯式末屏電流傳感器2、4、6便可以測(cè)量出該電容性套管的末屏泄漏電流。需要注意的是，要確保每個(gè)電容性套管信號(hào)采集的同步性。
2、中壓側(cè)電容式套管絕緣在線監(jiān)測(cè)通過安裝在中壓側(cè)Am、Bm、Cm三相電容式套管上的工作電壓傳感器7、9、11和末屏電流傳感器8、10、12對(duì)中壓側(cè)Am、Bm、Cm各相電容式套管的工作電壓和末屏泄漏電流進(jìn)行同步采樣，即Am相工作電壓和Am相套管的泄漏電流進(jìn)行同步采樣，Bm相電壓和Bm相套管的泄漏電流進(jìn)行同步采樣，Cm相電壓和Cm相套管的泄漏電流進(jìn)行同步采樣即可；為簡(jiǎn)便處理，系統(tǒng)也可以對(duì)此6個(gè)參數(shù)進(jìn)行同步采樣。
其中工作電壓信號(hào)來源于PT或CVT，其信號(hào)的輸出范圍是交流0-100V。
套管的末屏泄漏電流信號(hào)的范圍是交流0-30mA。
通過每一個(gè)電容性套管的末屏接地引出線，套接上穿芯式末屏電流傳感器8、10、12便可以測(cè)量出該電容性套管的末屏泄漏電流。需要注意的是，要確保每個(gè)套管信號(hào)采集的同步性。
3、高、中壓三相套管間介損的對(duì)比測(cè)量通過上述末屏電流傳感器2、4、6、8、10、12，同步測(cè)量高壓和中壓三相電容性套管的6個(gè)末屏泄漏電流。對(duì)高壓和中壓同相的末屏泄漏電流，即高壓側(cè)的A相電容性套管末屏泄漏電流和中壓側(cè)的Am相電容性套管末屏泄漏電流、高壓側(cè)的B相電容性套管末屏電流和中壓側(cè)的Bm相電容性套管末屏電流以及高壓側(cè)的C相電容性套管末屏電流和中壓側(cè)的Cm相電容性套管末屏電流，按照介損的計(jì)算方法求取二者之間的相對(duì)介損值，從而反映出同相套管之間的不平衡狀況。最后按照后臺(tái)診斷系統(tǒng)的要求，將相關(guān)值通過光纜以指定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行傳輸。
電容性套管的末屏泄漏電流信號(hào)的范圍是交流0-30mA。
4、電容式套管絕緣在線監(jiān)測(cè)整體技術(shù)要求對(duì)于在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患時(shí)，每一路的采集速率都要求不低于150kHz；考慮到電網(wǎng)頻率的波動(dòng)將會(huì)對(duì)介損測(cè)量造成嚴(yán)重的影響，本發(fā)明可以通過軟件或硬件的方式設(shè)計(jì)鎖相環(huán)電路，來跟蹤電網(wǎng)頻率的波動(dòng)，在不同頻率下準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)采樣。在完成整個(gè)系統(tǒng)自檢的同時(shí)，檢查系統(tǒng)所包含的硬件電路對(duì)本發(fā)明監(jiān)測(cè)的項(xiàng)目造成的相移，并通過系統(tǒng)軟件進(jìn)行修正；本實(shí)施方式要求母線電壓的相對(duì)誤差≤±0.5％；末屏泄漏電流的相對(duì)誤差≤±0.5％；阻性電流的相對(duì)誤差≤±5.0％；介損測(cè)量的絕對(duì)誤差≤±0.1％；等值電容的相對(duì)誤差≤±1.0％；要求每一路信號(hào)的采集速率不低于150kHz。
5、三相套管不平衡電壓的在線監(jiān)測(cè)通過上述末屏電流傳感器2、4、6、8、10、12測(cè)量到的高壓側(cè)、中壓側(cè)三相電容性套管的末屏泄漏電流，分別通過一個(gè)電阻后加和，然后經(jīng)過一個(gè)電阻接地，憑借工作電壓傳感器1、3、5、7、9、11測(cè)量這一電阻兩端的電壓值反映出三相電容性套管不平衡的狀況，即高壓側(cè)A、B、C三相硬件加和后，獲得高壓側(cè)三相電容性套管不平衡電壓值，中壓側(cè)Am、Bm、Cm三相硬件加和后，獲得中壓側(cè)三相電容性套管不平衡電壓值。并且按照后臺(tái)診斷系統(tǒng)的要求將這兩個(gè)電壓值通過光纜以指定的數(shù)據(jù)格式進(jìn)行傳輸。
要求每一路信號(hào)的采集速率不低于10kHz；相對(duì)誤差≤±5.0％。
權(quán)利要求
1.在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法，其特征是通過安裝在高壓側(cè)A、B、C三相和中壓側(cè)Am、Bm、Cm三相共六根電容式套管上的工作電壓傳感器(1、3、5、7、9、11)和末屏泄漏電流傳感器(2、4、6、8、10、12)對(duì)各相電容式套管的工作相電壓和末屏泄漏電流進(jìn)行同步采樣；并求取每個(gè)套管的介損和電容；對(duì)采集的高壓和中壓同相的電容式套管的末屏泄漏電流值，按照介損的計(jì)算方法求取高壓和中壓同相的電容式套管之間的相對(duì)介損值，通過信號(hào)調(diào)理電路，由高壓側(cè)的A、B、C三相工作電壓得到高壓側(cè)不平衡電壓值，由中壓側(cè)的Am、Bm、Cm三相工作電壓得到中壓側(cè)不平衡電壓值，然后將所計(jì)算得到的各相電容式套管的介損值和電容值以及通過測(cè)量獲得的高壓側(cè)A、B、C三相電容式套管不平衡電壓值、中壓側(cè)Am、Bm、Cm三相電容式套管不平衡電壓值通過光纜以指定的數(shù)據(jù)格式傳輸?shù)胶笈_(tái)診斷系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中，通過后臺(tái)診斷系統(tǒng)診斷出同相電容式套管之間的不平衡狀況，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器套管絕緣介質(zhì)損耗的在線監(jiān)測(cè)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法，其特征是所述工作電壓信號(hào)來源于PT或CVT，其信號(hào)的輸出范圍是交流0-100V；電容性套管的末屏泄漏電流信號(hào)的范圍是交流0-30mA。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法，其特征是每一路信號(hào)的采集速率不低于150kHz。
全文摘要
在線監(jiān)測(cè)變壓器套管絕緣隱患的方法，其是通過安裝在高、中壓側(cè)三相共六根套管上的工作電壓傳感器和末屏泄漏電流傳感器對(duì)各相套管的工作相電壓和末屏泄漏電流進(jìn)行同步采樣；并求取每個(gè)套管的介損和電容，對(duì)采集的高、中壓同相的套管的末屏泄漏電流值，按照介損的計(jì)算方法求取高壓和中壓同相的套管之間的相對(duì)介損值，通過信號(hào)調(diào)理電路，由高、中壓側(cè)的三相工作電壓得到高、中壓側(cè)不平衡電壓值，然后將所計(jì)算得到的各相套管的介損值和電容值以及高、中壓側(cè)三相套管不平衡電壓值，通過光纜以指定的數(shù)據(jù)格式傳輸?shù)胶笈_(tái)診斷系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)中，通過后臺(tái)診斷系統(tǒng)診斷出同相套管之間的不平衡狀況，以實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器套管絕緣介質(zhì)損耗的在線監(jiān)測(cè)。
文檔編號(hào)G01R27/26GK1580794SQ03124730
公開日2005年2月16日 申請(qǐng)日期2003年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月9日
發(fā)明者王英華, 吳文強(qiáng) 申請(qǐng)人:特變電工衡陽變壓器有限公司