基于分離單元的電氣設(shè)備帶電測(cè)試系統(tǒng)的研制

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摘要：建設(shè)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)存在一次性投入大的不足。研制了一種現(xiàn)場(chǎng)安裝傳感器、多變電站公用相同的測(cè)試裝置的分離單元電氣設(shè)備帶電測(cè)試系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可實(shí)現(xiàn)隨時(shí)對(duì)設(shè)備進(jìn)行不停電測(cè)試，又節(jié)省了投資，可以為110kV變電站的狀態(tài)檢修提供一種良好的解決方案。

關(guān)鍵詞：電氣設(shè)備；帶電測(cè)試；系統(tǒng)；分離單元  0引言 電力系統(tǒng)中，為防止事故的發(fā)生，設(shè)備需要定期進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)，許多預(yù)防性試驗(yàn)是離線進(jìn)行的，如容性設(shè)備的介損試驗(yàn)、氧化鋅避雷器（MetalOxide Surge Arrester，簡(jiǎn)稱MOA）的各項(xiàng)測(cè)試等；離線的預(yù)防性試驗(yàn)需要增加員工的工作量，如停電和一些拆卸安裝工作，這無(wú)疑增加了人工成本，更為重要的是，離線試驗(yàn)需要停電，目前用戶對(duì)停電要求也越來(lái)越苛刻，停電造成的社會(huì)影響和經(jīng)濟(jì)損失越來(lái)越大；此外，設(shè)備停電狀況下的試驗(yàn)結(jié)果與運(yùn)行中有差異，離線試驗(yàn)的結(jié)果也不能準(zhǔn)確反映設(shè)備的狀況。 為了減少停電，并能反映設(shè)備在運(yùn)行情況下的狀態(tài)，當(dāng)前許多廠家陸續(xù)進(jìn)行了容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與開(kāi)發(fā)[1～2]，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)也日趨完善。然而，安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)一次性投入較大，一個(gè)變電站所有設(shè)備安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，投入一般為數(shù)十萬(wàn)至數(shù)百萬(wàn)元不等。對(duì)于大型的樞紐變電站，安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)固然可以，但是對(duì)于110 kV電壓等級(jí)的變電站，這種方法存在較大的困難。以中國(guó)湖南省的情況為例，每個(gè)地級(jí)市電業(yè)局110 kV變電站有30多個(gè)，全部安裝在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)元，投入太大，如果選擇部分安裝，又難以進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)，使得在線監(jiān)測(cè)效果大打折扣。為了達(dá)到既節(jié)省投資又能覆蓋全面，有必要開(kāi)展電氣設(shè)備帶電測(cè)試方法的研究，研制電氣設(shè)備帶電測(cè)試裝置或者系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)既節(jié)省投資，又能實(shí)現(xiàn)110 kV變電站不停電測(cè)試的目標(biāo)。 1系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu) 帶電測(cè)試系統(tǒng)采用在每個(gè)110 kV變電站電氣設(shè)備的運(yùn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝可接入式傳感器，每個(gè)單位配置1至2套帶電測(cè)試儀，傳感器的引出電纜與測(cè)試儀采用可拆卸的形式進(jìn)行設(shè)計(jì)。 測(cè)試前，需要在運(yùn)行設(shè)備處安裝不同類型的傳感器，對(duì)于同一電業(yè)局，可以在多個(gè)110 kV變電站安裝傳感器（傳感器的投資相對(duì)來(lái)說(shuō)比較?。?，測(cè)試 時(shí)，帶上帶電測(cè)試儀器以及連接電纜到現(xiàn)場(chǎng)，不需要停電就可以進(jìn)行帶電測(cè)試，測(cè)試完成后，收起連接電纜和測(cè)試儀即可。這樣，所有110 kV變電站就可以公用1至2套帶電測(cè)試儀，大大地節(jié)省了投資。系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。  2系統(tǒng)原理 2.1容性設(shè)備介損測(cè)試原理 電介質(zhì)的耐電強(qiáng)度通常隨其厚度的增加而下降，因此電力電容器常由一些極間介質(zhì)厚度較小的電容元件串聯(lián)組成。電容型套管、電容型電流互感器的絕緣中也設(shè)有一些均壓電極，將較厚的絕緣分隔為若干份較薄的絕緣，形成了電容串聯(lián)結(jié)構(gòu)。由于結(jié)構(gòu)上的這一共同特點(diǎn)，電力電容器、耦合電容器、電容型套管、電容型電流互感器以及電容型電壓互感器等統(tǒng)稱為電容型設(shè)備。電容型設(shè)備的絕緣完好時(shí)，流經(jīng)絕緣的電流I超前電壓U的相位φ十分接近π/2弧度(見(jiàn)圖1)。相對(duì)于其他電氣設(shè)備，電容型設(shè)備的工作電場(chǎng)強(qiáng)度較高，長(zhǎng)期工作后設(shè)備絕緣可能發(fā)生局部損壞，即絕緣老化，此時(shí)流經(jīng)絕緣的電流變化為I′＝I+ΔI。由圖1可以看出，監(jiān)測(cè)電流值的變化ΔI/I、絕緣的介質(zhì)損耗因數(shù)tgδ(相量ΔI)以及電容量的變化ΔC/C(相應(yīng)于電流相量ΔI的虛部)，可判斷電容型設(shè)備是否已有絕緣缺陷。