客运专线牵引变电所在线监测系统（周利军）

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1、牵引变电所绝缘在线监测技术周利军西南交通大学牵引变电所绝缘监测的必要性和迫切性提高供电系统可靠性要求发展在线监测高速铁路供电系统的安全运行决定于牵引供电设备的可靠性，开展电气设备的在线监测及其故障诊断，发现运行设备中的隐患，防止突发性事故，将显著提高其运行可靠性，避免事故造成的直接和间接经济损失，从而带来巨大的经济和社会效益。牵引变电所绝缘监测的必要性和迫切性绝缘故障的普遍性要求发展绝缘在线监测美国对4.8kV配电系统1980~1989年统计，92%设备因绝缘劣化引起失效日本日新公司对故障变压器统计结果表明绝缘故障占45%我国

2、1984~1990年对110kV主变压故障统计表明绝缘故障造成的事故占总事故的70%以上。牵引变电所绝缘监测的必要性和迫切性绝缘故障的严重危害要求发展绝缘在线监测破坏大型设备，造成直接经济损失：如我国一地区1992年发生两起因绝缘故障而导致变压器失火，造成直接经济损失达200万元，间接损失超过500万元。破坏供电系统的安全性：2003年8月14日，北美大停电最初的原因就是由于绝缘故障引起的，美国的直接经济损失达40~100亿美元，加拿大当月国内生产总值下降0.7%牵引变电所绝缘监测的必要性和迫切性设备维修体制改革要求实施绝缘在线

3、监测及故障诊断——预防性维修体制的局限性从经济的角度看，英国人P.J.达夫勒认为只有60%的维修费用是应该花的，90%换下来的设备是不应该换下来的；从技术角度看，离线监测的数据不能完全反映绝缘状态，因为试验条件和运行条件有较大的差异。介质损耗测试的试验电压一般为10kV，而工作电压则远远大于这个值，因此离线试验得到的介质损耗一般要比实际损耗小得多；从可靠性角度看，由于目前维修质量不高，出现了“不修不出事，一修就出事”的的怪事；牵引变电所绝缘监测的必要性和迫切性设备维修体制改革要求实施绝缘在线监测——状态维修的优点可更有效地使用设

4、备，提高设备的利用率；降低备件的库存量以及更换部件与维修所需费用；有目标的进行维修，提高维修水平，使设备运行安全、可靠；可系统地对设备制造部门反馈设备的质量信息，用以提高产品的可靠性牵引变电所绝缘监测的必要性和迫切性状态维修和在线监测的经济效益英国中央发电局（CEGB）的统计表明，投运油中气体在线监测以后，变压器的维修费用从1000万英镑降低到200万英镑；日本资料表明，监测和诊断技术使每年的维修费用减少25%~50%；美国一发电厂统计表明，该发电厂投运在线监测设备后每年可获利125万美元。绝缘在线监测的国内外发展概况国外绝缘在

5、线监测的发展历程1951年美国西屋公司JohnS.Johnson提出发电机槽放电在线监测；20世纪60年代，美国开展了大规模的绝缘在线监测和故障诊断工作，并开发了可燃性气体总量（TCG）检测装置（气体继电器中的可燃气体）；1975年Syprotec公司正式研制成功油中气体分析的在线监测装置；绝缘在线监测的国内外发展概况国外绝缘在线监测的发展历程20世纪70年代，日本绝缘在线监测技术开始起步，着重研究油中气体在线监测和局部放电在线监测；同一时期，前苏联在线监测快速发展，重点研究容性设备绝缘监测和局部放电在线监测；20世纪80年代，

6、局部放电在线监测技术得到较大发展，加拿大安大略水局发电机局部放电监测仪，大规模推广应用；德国SIEMENS、瑞士ABB、法国ALSTOM、美国GE等欧美电气设备制造公司与加拿大SYPROTEC公司合作，使电气设备在出厂时就把SYPROTEC公司的HYDRAN系列电气设备绝缘油中溶解的故障气体智能监测装置作为标准附件。绝缘在线监测的国内外发展概况绝缘在线监测的国内外发展概况国内绝缘在线监测研究的主要机构清华大学高电压与绝缘技术研究所西安交通大学电气绝缘国家重点实验室西南交通大学铁道电气化铁道部重点实验室上海交通大学重庆大学电工电能

7、新技术重点实验室北京电科院武汉高电压研究所绝缘在线监测的技术要求系统投入和使用不能影响一次设备的正常运行能自动连续进行监测、数据处理和存储具有自检和报警功能具有良好的抗干扰能力和合理的监测灵敏度监测结果应有较好的重复性和可靠性，以及合理的准确度具有在线标定的功能具有电气故障诊断功能，包括故障定位、故障性质、故障程度的判断和绝缘寿命的预测等绝缘在线监测系统的组成绝缘在线监测系统的分类按安装场所分类便携式：通用性强；针对性差，抗干扰性差，灵敏度不高。只能用于在线检测，而不能用于在线监测；固定式：可对设备连续监测，功能强，成本高，适合

8、于重要场所；按监测功能分类单参数监测多参数综合监测按诊断方式分类：人工诊断与自动诊断电气设备综合在线监测系统普通牵引变电所绝缘在线监测主变压器的绝缘油中溶解气体分析；主变压器的局部放电量监测及定位；容性电气设备的介质损耗、电容电流、电容量的监测；避雷器泄漏电流的