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变电检修中在线监测技术的应用

变电检修中在线监测技术的应用

  【摘 要】输变电设备是电力系统的重要组成部分,本文主要分析了在线监测技术在变压器、短路器与避雷器等变电检修中的应用。
中国论文网 http://www.xzbu.com/8/view-6372488.htm
  【关键词】变电设备;状态检修;在线监测技术;应用
  在线监测技术是基于设备的运行状态而进行的状态检测、分析与评价技术,随着科技的不断进步和思想认识水平的不断提高,电力设备的检修技术和检测方法不断提高,尤其是在线监测技术已经成为了现代电力设备检修中的重要技术。
  1 变压器检修中在线监测技术
  1.1 变压器油色谱在线监测技术
  变压器油是主变压器中起着散热和主绝缘的重要作用,然而目前变压器油箱经常出现油泄露现象,进而破坏变压器油箱的绝缘介质,而目前应用较为广泛的ES-2010变压器油色谱在线监测技术主要是利用油色谱在线监测系统,利用集控制、测量分析技术与一体的测量精密仪器,对变压器浸油设备进行在线监测,在设备运行状态下及时准确测量出绝缘油中溶解的各种故障气体的特征、浓度和变化规律,总体上,ES-2010油色谱在线监测技术可以迅速准确测量出变压器油故障气体类型以及其运行信息,油色谱在线监测技术主要包括油气分离技术和故障气体检测技术,其中油气分离技术及脱气技术,主要是将溶解在油中的气体分离出来,目前常用的油气分离方法主要是渗透薄膜脱气法、动态顶空脱气法,渗透薄膜脱气法的原理主要是采用聚合薄膜和扩散原理,这种聚合薄膜可以透过气体分子而不能透过油分子,从而可以实现油气分离,而应用扩散原理的过程是利用聚合薄膜一侧的变压器油和其另一侧的气室之间气压的不平衡性,然后利用溶解在油中的气体扩散到气室的过程中将油、气分离,然后待聚合薄膜两侧气压处于平衡状态下可以计算出变压器油故障气体的类型、特性和含量,另外,变压器油故障气体检测技术可以采用气体敏感传感器检测变压器油故障混合气体,包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯和乙炔等气体,也可以采用气象色谱仪器将分离后的故障气体样本输送到色谱柱中,然后利用热导检测器检测色谱柱中各分组气体的浓度,且将各分组气体的浓度转化为相应的电信号传入到计算机中,此外,也可以采用光生光谱气体检测技术,在溶解在油中的气体脱气之后将气体压入在光声室内,然后滤光片将入射光进行分光,同时利用气体吸收一定波长的红外线的作用,使气体通过辐射方式恢复到原来的基态,且利用微音器可以检测到该过程中在光声室产生的机械波,从而依据机械波的强度计算出变压器故障气体的浓度。
  1.2 变压器局部放电在线监测技术
  变压器出现局部放电是由于变压器油、纸绝缘电力电缆中含有气隙,或者设备内部出现电场场强不均匀以及导体上存在尖角、毛刺等不良现象造成的,这些不良现象导致变压器局部的电场过于集中,破坏了变压器油、纸绝缘介质,从而使变压器局部出现放电的现象,由于变压器局部放电击穿绝缘体,严重影响变压器以及其他变压设备的正常运行,因而对变压器局部放电现象进行在线监测是非常重要的,可以采用超声波检测方法和超高频局部放电检测方法,其中超声波检测方法是利用变压器油箱上的压电传感器测量出变压器油箱内部电能量释放过程中产生的超声波,然后再利用超声波测量出变压器油箱局部放电电流量及其具体放电的部位,这这种超声波检测方法具有较强的抗干扰功能,超高频局部放电电流检测方法主要是利用超高频传感器测量出变压器局部放电过程中产生的超高频电磁波,然后再利用超高频电磁波测量出变压器局部放电电流的大小及其具体放电的位置,利于及时进行故障检修,迅速恢复变压器及其他变压设备的正常运行状态。
  1.3 变压器绕组变形与铁芯的在线监测技术
  变压器绕组故障频繁发生的原因是因为变压器绕组出现变形现象,而针对变压器绕组变形的在线监测技术主要是利用安装在变压器油箱体上的振动传感器,对变压器绕组与铁芯在通电状态下测量出其振动信号,并通过比较绕组与铁芯运行中振动信号的变化来判断出绕组与铁芯的运行状态,另外,也可以将无接触式旋转电气变压器与振动传感器测量仪器相连接,这样可以监测出变压器绕组变形与变压器铁芯接地结构的松动现象,从而可以及时进行检修,避免故障发生。
  2 断路器检修中在线监测技术
  高压断路器是电力系统变电设备中最重要的开关设备,在电力系统运行中起着控制和保护的作用,一旦高压断路器出现故障,会造成停电停产的严重后果,因而,加强高压断路器检修工作是至关重要的,而在高压断路器检修中采用的在线监测技术监测的部位是断路器的分闸、合闸操作线圈电流、以及断路器接触头磨损、变形、生锈等情况,其中断路器分、合闸操作线圈是控制和保护断路器正常运行的重要元件,而为了保证断路器操作线圈电流的稳定,采用的在线监测技术主要是利用霍尔电流传感器可以监测到断路器分、合闸造作线圈电流的波形,然后通过对断路器操作线圈电流的波形变化进行分析和评价,可以判断出断路器发生故障的具体部位和元件,从而可以及时检修 。
  3 避雷器在线监测技术
  氧化锌避雷器是目前国际最先进的过电压保护器,由于氧化锌避雷器是以氧化锌电阻片作为核心元件,与传统的避雷器相比,氧化锌避雷器改善了传统避雷器的伏安特性,极大提高了过电压的通流能力,当氧化锌避雷器处于正常工作状态时通过氧化锌避雷器的电流仅有微安级,当电力系统遭受到过电压时可以利用氧化锌避雷器电阻的非线性,使流经避雷器的电流瞬间达到数千安培,在避雷器处于导通状态下可以将过电压能量释放出来,从而有效避免了过电压对输变电设备的损害,然而在实际的应用中氧化锌避雷器经常出现受潮和氧化锌电阻片老化的故障,这就使氧化锌避雷器整个元件产生发热现象,而且氧化锌电阻片老化程度的不同,也会导致避雷器各个元件电压分布的不均匀和其元件发热程度的不同,总之,评价氧化锌避雷器运行状态的好坏,其最重要的参数是漏电流的大小,而漏电流主要是由阻性电流和容性电流两种电流组成,而且漏电流的大小完全取决于阻性电流和容性电流分量的大小,因而,氧化锌避雷器在线监测技术主要是针对避雷器阻性电流的泄漏电流进行在线监测,其常用的在线监测方法主要有总泄露电流方法、阻性电流三次谐波法、基波法和常规补偿电流法,在氧化锌避雷器在线监测中应用较多的是阻性电流三次谐波法和常规补偿电流法,其中,阻性电流三次谐波法主要是采用谐波分析技术和数字化测量技术,利用滤波器检出经过的阻性漏电流的三次分量,然后在根据阻性漏电流三次分量与阻性电流峰值之间的函数关系,计算出阻性电流峰值,之后从阻性泄漏电流中分离出阻性电流的基波值,这种谐波分析方法对避雷器阻性电流的泄漏电流大小的监测数据偏差很小,准确性很高,操作简单,但是由于该方法是以引入的电流信号为主要的参考数据,电流互感器的角差会对谐波分析和在线监测数据产生不良的影响 。
  4 结论
  综上所述,在线监测技术的状态检修方法可以在线现实电力系统变压设备的运行状态和使用情况,极大提高了变压设备及其他电力设备的工作效率和健康水平,促进了电网电能质量的提高,推动了电网建设的不断发展。
  参考文献:
  [1]王全兴.在线监测技术在输电线路状态检修中的应用和发展[A].2009年全国输变电设备状态检修技术交流研讨会论文集.2009(4).
  [2]史秀丽.试论在线检测技术在变电检修中的应用[J].电子制作,2014(3).
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