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变电站小四器在线监测技术 |
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| 变电站小四器在线监测技术 |
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作者：佚名 文章来源：不详 点击数： 更新时间：2008-9-23 16:54:02  |
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一、引言
目前，国内变电站电气设备的检测工作，主要仍是按照《电气设备预防性试验规程》的要求定期进行预防性试验。根据，试验结果判断设备的运行状况，从而确定其是否可以继续投运，但这种传统的试验与诊断方法已显得越来越不适应电力市场的要求，主要表现在以下几个方面：①停电影响生产；②试验周期过长；③试验时间集中、工作量大；④试验电压低，影响诊断的有效性；⑤由于是定期性进行检查和维修，设备状态即使良好时，按计划也要进行试验和维修，造成人力、物力和财力的浪费，甚至可能因拆卸组装过多而造成设备的损坏。因此，在线监测技术的应用，大大提高了电气设备预防性试验的可靠性，以及检测工作的效率，可满足电力系统的下述要求：
1．采用在线监测可以在运行中及时发现由产品质量问题形成的发展中的事故隐患，防患于未然。
2．逐步采用在线．监测以代替停电试验，减少设备停电时间，节省试验费用，增加供电量。
3．对旧设备或已知有缺陷、有怀疑的设备，用在线监测来随时监视其运行状况，一旦发现问题能及时退出，最大限度地利用这些设备的剩余寿命。
TA、TV、避雷器和祸合电容器被称作变电站的小四器。本文将小四器在线监测分成电容型设备和氧化锌避雷器两部分进行阐述。
二、电容型设备在线监测
（一）电容型设备在线监测原理
交流电压作用下电容型设备的绝缘特性如图1。流过介质的电流I由电容电流分量IC和有功电流分量IR组成，通常Ic≥IR。介损按不同机理可分为漏导损耗和极化损耗两种基本形式。介损角正切值（tanδ）时，即介质损耗因数是反映绝缘介质损耗程一度的特征量。tanδ仅取决于材料的特性而与材料尺寸、形状无关，所以tanδ。作为反映设备绝缘状况的参数是非常合适的。此外，流过介质的电流I及介质电容量C也是反映设备绝缘状况的重要特征参数，因此综合监测tanδ、I和C可以全面一地了解设备的绝缘状况。
（二）tanδ的测量方法
传统的测量方法主要有以下几种：电桥法、瓦特表法、谐振回路法等，随着微电子技术和计算机技术的广泛应用，介损测量技术有了很大的提高可主要有：①数字式自动平衡卑桥；②实部和虚部分离测量法；③过零时间差法介损在线测量；④数字采样波形分析系统（即谐波分析法）。
三、金属氧化物避雷韵MO种的在线监测
（一）MOA在线监测原理
图2为MOA阀片常用的电路等效模型，它由一个非线性电阻与线性电容并联组成。
（二）MOA的测量方法
对MOA运行工况的监测方法研究时间比较长，检测方法也有多种。根据国内外目前采用的测试方法，可归纳为下面几种，见表1。
（三）小四器在线监测的主要实施形式
1．便携式在线．监测结构形式。这种在线监测系统是将各种传感器安装于所检测设备上，而将A/D转换，CPU及外围电路等集中于相应的便携仪器中，用来对所采集的参量计算、分析以判断设备状态。这种方式投资少、配置方便灵活，但缺少强大的数据处理和软件分析功能，也难以实现实时检测、远程检测和集中管理。
2．集中式在线监测结构形式。这种结构形式主要由信号采集、信号传输、A/D转换及数据处理部分和专家诊断系一统组成。在被测设备上装设各种传感器（电流、电压、温度、湿度等），集中采集不同的模拟量，通过屏蔽电缆将微弱模拟信号导入多路选择开关，通过选择开关将信号传入数字波形装置进行A/D转换，然后由主机进行信号处理。集中式在线监视系统检测设备多、项目广，但是存在模拟信号在长距离传输后易导致失真的问题。
3．分层（级）分布多CPU结构形式。为了解决模拟信号在长距离传输后所导致的失真问题，现在倾向于将微弱的模拟信号就地进行A/D转换，采用现场总线技术，由主机进行循环检测及处理。分层（级）分布多CPU结构采用模块化结构和现场总线技术，它由安装在变电站内的数据采集及处理系统和安装在主控室内的数据分析和诊断系统，再通过通信网络，把若干个变电站的监测数据几汇集到位于供电企业相关管理部门的数据管理诊断系统，实现对多个变电站内的电气设备状态的实时在线监测。分层（级）分布多CPU结构的每层完成不同的功能，每层由不同的设备或系统组成，一般来说，整个系统分为：本地、通信、主控和局管4个模块层。这种在线监测系统可用于无人值班变电站。
四、在线监测系统存在的问题
有些在线监测产品未经全面、合理的试验测试即投入市场，导致产品性能不稳定，测试效果差。用户反映的问题主要集中在总体结构设计和产品质量方面，如：（1）介损测量结果的稳定性和重复性较差，受现场环境湿度变化的影响较大；（2）信号采集部分的故障率较高，经常出现传感器失效、破损及信号失真问题；（3）监测系统的抗干扰能力较差，信号传输及处理部分经常发生故障，导致监测数据丢失或失真；（4）监测系统仅停留在提供监测数据的水平上，缺乏行之有效的数据统计和分析方法，仅提供检测数据，而不能建立各种监测信息之间的关联关系，无法解释测量结果的正常波动，难以作出准确的绝缘状态在线诊断。
五、结束语
在线监测系统是电力系统最具潜力的技术之一，且将以集中、高智能化、高精度为发展方向。概括地说，在线监测的发展包括软、硬技术两方面：几硬件技术的发展与传感器技术、电子技术、光纤技术的发展密切相关，这些领域的每一项突破性成就都有可能给在线技术带来深刻的影响。软件技术并不只涉及漂亮的界面、大量数据的保存管理等，更重要的是求解复杂数学模型的方法。
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