电气设备绝缘在线监测系统在我局的应用

 摘要：在线监测系统的原理、结构及在实际中的应用。

    关键词：在线监测绝缘色谱分析单元

    前言

    在40年代,因电网电压等级低、容量小，电气设备发生故障所带来的损失和影响不大因此人们采用事故后维修制，即设备损坏后，停电进行维修。此后，电网容量逐渐增大，电压等级也随之提高，设备故障所产生的影响也相应增大，因此，从事故后维修制逐渐发展到预测性维修制。从50年代起，由于110KV~220KV电压等级的电网已有相当规模，设备故障所产生的影响也更大，用户对供电的可靠性要求也相应提高，于是从预测性维修制逐渐演变为维修预防制。在预测性维修制逐渐演变为维修预防制的过渡中，人们逐渐探索定期对某些设备的绝缘停电作非破坏性和破坏性试验研究，逐渐总结出了对某些设备的预防性试验试行标准，并逐渐形成了局部预防性维修体系;从60年代起，各国相继制定出了比较规范的停电预防性试验标准，从而进入了预防性维修制时代，并将这种观念一直延续至今。

    进入预防性维修制时代后，人们逐渐认识和发现定期停电进行预防性试验的缺陷和不足。当一台大型电气设备的某一元件的绝缘有缺陷时，往往反映不灵敏，即使整体预防性试验合格，仍然时有故障发生。例如我局1998年站街变206开关CT在高压试验中合格，但却发生了爆炸的事故。由于现行的预防性试验电压太低，无法真实反映运行电压下的绝缘性能和整个工作情况，因此必需对现行的预防性维修制进行根本的变革，其发展方向必然是采用在线监测及诊断技术，并探索以在线监测为基础的状态检修制。

    因我局目前在观水变电站采用的在线监测装置是重庆大学高电压技术与系统信息监测中心研制的变压器油中六种溶解气体在线监测诊断装置。所以我们以下主要介绍我局这一套油中气体在线监测装置的使用情况。信息请登陆:

    在线监测诊断装置在实际中的应用

    我局目前在观水变电站一号主变上采用的在线监测装置是重庆大学高电压技术与系统信息监测中心研制的DZJ-Ⅲ型电气设备绝缘在线监测装置。已于2000年3月15日进入试运行状态。

    监测的原理及方法：

    电力变压器不仅属于电力系统中最重要的和最昂贵的设备之列，而且也是导致电力系统事故最多的设备之一，因此，国内外不仅要定期作以预防性试验为基础的预防性维护，而且相继都在研究以在线监测为基础的预知性维护策略，以便实时或定时在线监测与诊断潜伏性故障或缺陷。变压器在发生突发性事故之前，绝缘的劣化及潜伏性故障在运行电压下将产生光、电、声、热、化学变化等一系列效应及信息。对于大型电力变压器，目前几乎是用油来绝缘和散热，变压器油与油中的固体有机绝缘材料(纸和纸板等)在运行电压下因电、热、氧化和局部电弧等多种因素作用会逐渐变质，裂解成低分子气体;变压器内部存在的潜伏性过热或放电故障又会加快产气的速率。随着故障的缓慢发展，裂解出来的气体形成泡在油中经过对流、扩散作用，就会不断地溶解在油中。同一类性质的故障，其产生的气体的组分和含量在一定程度上反映出变压器绝缘老化或故障的程度，可以作为反映电气设备异常的特征量。

  下表是2000年4-5月在线监测装置所测得的数据：

    从以上数据可以看出，所测结果比较稳定，得出的结论和变压器实际健康状况相符。

    下表为修试所化验班取样分析与在线监测装置油分析结果的对比：

    采样方式采样日期氢气甲烷乙烷乙烯乙炔一氧化碳总烃诊断结果

    从上表对比可以看出在线监测装置所测的数值与人工取样所测的数据基本上相符，且象C2H2、总烃等主要气体的数据相差不大，比较真实的反映变压器的实际状况。当然仅仅两次数据的对比是远远不够的，并且由于有环境、人工取样手段等的因素影响，数据也不可能完全一样。我们还将取更多的离线和在线监测数据进行对比。且将变压器在无故障正常的运行情况下，取多组油样检测，将自动和人工所得的数据绘制时间与气体座标的曲线图进行比较，及在变压器故障时离线和在线监测数据进行对比。这样对在线监测的判断将更有依据。

    此绝缘监测系统具有很强的扩展性,硬件部份，微机控制及诊断单元留得有接口,系统软件采用灵活的、模块化的软件，可随时加入其它监测项目,如局部放电的监测等。该系统还具有故障报警功能，可及时发出警告，让工作人员有充分时间采取相应措施。

    虽然在线监测装置已投入实际运用，但厂家还必需在检测精度和检测气体种类、价格与装置结构、系统软件等关键技术上作大量的研究，根据实际运用中发现的问题进行逐步改进。现阶段在线监测装置还只能作为一种辅助检测装置，无法取代人工定期取样化验分析。

    在线监测及诊断技术在我国有良好的运用前景。通过使用、总结、提高后，可推广用于高压电容型设备介质损耗的监测，铁芯电流和污秽电流的监测，温度、湿度的监测，局部放电的监测，逐步取代离线人工监测。为我局实现以在线监测为基础的状态检修打下良好的基础。