Ix
Un Us A/D
Us Ux A/D
FFT Ph(n-s )
通讯总线
FFT Ph(x -s )
Ph=Ph(x-s) - Pan(π / 2-Ph)
三、电容型设备
介损测量效果
三、电容型设备
电容量测量效果
电容量监测数据较为稳定，与系统电压波动无关，仅略受环 境变化（气温）的影响，且三相的影响程度基本一致
分 层 分 布 的 现 场 总 线 结 构
二、在线监测系统结构
分层分布的现场总线结构
中心层
• 由局端综合系统构成
• 采用10M/100M以太网通讯方式与间隔层连接
间隔层
• 由各类专用监测子系统和现场主机构成
• 通过相互独立的CAN2.0B现场总线与其自身 所配备的就地监测单元连接
过程层
•由各类专用监测子系统中的就地监测单元 构成
运行设备
带电测试
人
检测仪器
一、概述
在线监测
• 设备状况连续监测 • 设备状况定时监测 • 自动进行
在线监测
运行设备
传感器
后台
一、概述
在线监测VS带电测试
资金投入 灵活性 检测及时性 诊断能力 抗干扰能力
带电测试
小 强 弱 弱 弱
在线监测
大 弱 强 较强 强
一、概述
在线监测AND状态检修
检修决策
二、在线监测系统结构
数据管理及预警系统
• 通过局域网等通讯方式，数据管理系统可定时获得各个变电站的 监测数据，装载到数据库 • 数据管理系统对监测数据进行分析判断，筛选出参数异常的电气 设备 •自动生成包括参数变化趋势图在内的监测报告
数据诊断系统 • 分布式测量结构，监测单元可同时测量，可方便地排除外部影响 • 将结构相同的电气设备通过纵向或横向的比较，可确定被测电气 设备绝缘状况的真实变化 • 通过相对比较判断法，关注个别设备监测数据发生的相对变化， 消除外部因素的影响
• 具备CAN2.0现场总线接口
二、在线监测系统结构
现场总线
概念 • 指现场仪表和数字控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多 站点的通讯系统 • 只需使用一根普通的双绞屏蔽电缆就可挂载多个监测单元 优点 • 电缆的用量少，连线设计及接头校对等工作简单 • 个别监测单元发生故障或退出运行不会影响其它单元工作 • 各个监测单元的独立接地，解决了抗干扰、抗冲击等方面的问题 • 直接传输数字信号，抗干扰能力强
三、电容型设备
监测效果
考虑到提供基准电压信号CVT存在固有的角差，会造成在线监测结果与 离线测试间结果差异，主变套管的在线监测结果是比较准确的
三、变压器设备
能够开展的项目
• 超高频局放 • 色谱 • 铁芯接地电流 • 绕组温度在线监测
三、变压器设备
超高频局放
测试原理
•局放源相当于无线电发射装置
风险评估 设备状态评价 安全、可靠性、环境、成本
为状态评价提供必要的参数 状态检修的重要辅助手段
在线监测
二、在线监测系统结构
早期结构
集中式测量结构 • 被测信号汇集到主控室，由系统主机逐一进行检测 存在的问题 • 模拟信号长距离传输的干扰 • 地电位冲击
二、在线监测系统结构
基于IEC61850的结构
•接收局放源的电磁信号可实现对局放的检 测
•在超高频段（UHF：300～3000MHz ）内 接收电磁信号，可避开大多数干扰
•金属壳会屏蔽电磁信号
•内置接收单元，或由非金属材料构成的外 壳或缝隙处接收信号
三、变压器设备
超高频局放
三、变压器设备
超高频局放
状 态 良 好
三、变压器设备
超高频局放
FFT
合金作铁芯
Ph(x-n) Tanδ=Tan(π / 2-Ph)
• 采用深度负反馈补偿技术自动跟 踪补偿，保持铁芯工作在接近理想 的零磁通状态
关键
•求取两个工频基波电流信号的相 位差
三、电容型设备
“虚拟基准”
电源总线
U
PT
RF
Rs Is Rs Is
Cx
Un In
LC1
CT
CT
LC2
CT
CT
三、电容型设备
能够开展的项目
小贴示 • 通过测量介质损耗tgδ及电容 量，可较为灵敏地发现电容型 设备的绝缘缺陷
三、电容型设备
测量方法
无源电流传感器
U •检测精度难以满足介质损耗测量
的要求
PT
Cx
RF Un In
Un Ux
CT
CT
Ix
A/D
自动反馈的零磁通补偿技术 • 选用导磁率较高、损耗较小坡莫
三、变压器设备
色谱 存在的问题 • 结构较为复杂 • 存在多种易损坏（例如油泵、气泵、阀门、热导池等）、易损耗 （例如载气、标气等）、易老化（脱气透膜、色谱柱等）部件 •定期进行维护和校准
三、变压器设备
色谱
放电性故障原因
电场集中处 局部放电
金属部件 悬浮放电
受潮后围屏或 撑条上发展中 的树枝状放电
一、概述
电气设备故障
一、概述
电气设备故障原因及危害
运行中电气 设备
电 热 机械 环境 ...
性能 劣化
设备故障
经济损失 社会影响
电网事故
一、概述
设备状态的检测手段 • 停电试验 • 运行中巡检 • 带电测试 • 在线监测
一、概述
带电测试
• 变压器绝缘油色谱分析 • 电容型设备介损及电容量 • 铁芯接地电流 • 超高频局放 • 超声局放 • 避雷器带电测试 • 红外热成像 • 紫外成像 •…
三、变压器设备
色谱
导电回路方面 分接开关接触不良 低压线圈股间漏磁不均在 焊接头处造成电势差及涡流
股间短路 引线接头焊接或接触不良
….
过热故障原因
磁路方面
铁芯短路
铁芯多点接地 漏磁或主磁通在某些部件上
引起涡流发热 ….
三、变压器设备
色谱
三、变压器设备
色谱
监测原理 •通过油路管道，并在油泵的控制下，从变压器中获取特定油速 和流量的油样 •通过萃取装置，使用聚四氟乙烯薄膜、中空纤维束等高分子膜 从油中脱出气体 •脱出的混合气体由载气推动通过色谱柱，各组分气体由于运动 速度不同而被分离 •用热导池或半导体气敏传感器来测定气体的成分和浓度 •使用标准气体定期对检测装置进行标定和调整，以保证检测的 可靠性
油流静放电
…
三、变压器设备
色谱
负载试验
铁芯接地电流 （绝缘电阻）
过热故障诊断
线圈直流电阻
空载试验 （含单相空载试验）
…
三、变压器设备
色谱
局部放电试验
检查有载调压 小油箱
放电故障诊断
超高频 局部放电试验
检查潜油泵
…
三、变压器设备
铁芯接地电流
监测目的和方法 • 通过监测变压器的铁心及夹件的接地电流，可及时发现铁心多点接地 缺陷 • 铁心、夹件接地电流信号通过穿芯式电流传感器（小CT）获取 监测效果