变电设备在线监测诊断技术的应用（培训资料）

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1、变电设备在线监测诊断技术的应用（培训资料）福建和盛高科技产业有限公司1.设备在线监测的意义——1985～1990年间全国有80%的变压器事故是在预试合格情况下发生的；——2000～2003年间我省电气设备有90%是在预试合格情况下发生了事故；从以上事例证明,投入大量人力、物力、财力进行的预防性试验的作用甚微，其原因：（1）设备不是处于运行状态，不能真实反映设备的运行参数；（2）试验周期不符合设备故障规律——浴盆曲线；（3）真正反映设备状态的灵敏项目没做，如红外、局放等。设备在线状态监测诊断技术的优点。（1）可以及时发现运行中设备的异常征兆，避免发生事

2、故；（2）可以适当延长设备予试周期，逐步达到代替予试，减少停电，减少误操作等不安全因素。节省大量人力，物力和时间；（3）对老旧或存在隐患的设备，可以随时跟踪监视其运行状况，最大限度地利用其剩余寿命。（4）实时了解设备健康状态，为开展设备状态检修提供有效技术支持。（5）具有显著的经济效益：在线监测经济性主要体现在：减少停电、节省劳动力、提高设备和电网的安全运行水平等。A.美国麻省理工学院测算，价值100万美元的大型变压器，建立一套完整的监测诊断系统需8万美元，而该系统的经济效益将超过200万美元；A.英国中央发电局的统计表明，利用气相色谱分析对充油设备

3、进行在线监测诊断，使变压器的年维修费用从1000万英镑减少为200万英镑；B.日本资料介绍，在线监测诊断技术的应用，使每年维修费用减少25%——50%，故障停用设备时间可减少75%；C.新加坡从2001年至今，在线监测装置投入费用568万新元，共发现设备故障274起，避免经济损失3768万新元；D.我国对电容型设备采用在线监测的经济效益估算，以全国售电量为6000亿千瓦时计算，因110KV及以上设备停电维修的直接经济损失达6.56亿元，间接经济损失为65.6亿元。2．设备在线监测诊断原理：经过20多年的研究、实践、改进，目前较为成熟的变电设备在线监测

4、诊断技术有：变压油中溶解气体、电容型设备（包括CT、CVT、OY高压套管，变压器铁心等）、避雷器、高压断路器等。2.1变压器油中溶解气体空压机（载气）色谱柱六通伐○检测器油室数据采集器油泵SPM-2系统变压器油箱气室回油管进油管○储气管总线图1油中溶解气体在线监测装置原理图原理：变压器油通过油泵循环流动，在气室中将气体分离出来“透送到”流通伐的定量管中，储气管中的样气定期由载气注入色谱柱，借助于各种气体分离，后依次流过气敏传感器，将各种批气体的含量转接成电信号，经A/D变换，输入单片机处理，算出各特征气体含量。然后根据特征气体法、产气速率、改良三比值

5、法等，对变压器的运行状态进行在线诊断。油色谱中最关键的技术：（1）油气分离：决定渗透饱和的时间——检测周期；（2）色谱柱：决定能否把样气中不同组分的气体分离开；（3）传感器：决定检测精度。2.2电容型设备电容型设备在线监测原理见图2C.TFFTA/D滤波放大计算机P.TFFTA/D滤波放大图2：电容型设备介损及电容量参数监测原理经过20多年的研究、实践，在以下五方面关键技术取得突破，使之达到实用目标：（1）无源电流传感器→有源零磁通传感器；（2）电流电压过零比较法测量原理→频谱分析法测量原理；（3）巡控式集中测量结构→分布式就地测量结构；（4）模拟量

6、传输→数字量传输；（5）绝对值判断法→相对比较判断法。3．应用现状：经过20多年的研究、开发、实践，在线监测诊断技术已趋成熟、基本达到实用化目标；3.1系统结构按分层分布式系统设计、积木式结构、模块化设计和现场总线技术。见图3。图3变电设备在线监测诊断装置分层式结构图（1）就地测量层（监测单元）完成信号采集、调理、模数转换和预处理等，形成状态监测数据，并将数据上传。安装于设备运行现场。（2）通讯控制层采用现场工业总线方式，将监测单元采集并经处理的监测数据通过可靠的通讯介质，正确无误地传送到计算机数据处理系统。（3）监测测层（主机单元）实现对监测数据的

7、同步测量、通讯和远传管理、存储管理、查询显示和分析。一般安装于主控室。3.2系统测量参数及其精度。变压器油中溶解气体、电容型设备、避雷器、高压断路器等设备的测量参数及其准确度如表1所示；表1在线监测装置测量参数及其精度设备名称监测参数推荐测量周期测量范围分辨度测量误差变压器H224h5~2000µ1/15µ1/1±15%或5ppm,取大者CO5~2000µ1/110µ1/1±15%或25ppm,取大者CH45~2000µ1/15µ1/1±15%或1ppm,取大者C2H65~2000µ1/15µ1/1C2H20.5~500µ1/11µ1/1C2H42~

8、2000µ1/12µ1/1铁芯接地电流2h1mA~10A1mA±2%放电量2h5000~100000pC50