系统的测量精度如下： 泄漏电流：±1.0% 等值电容：±1.0% tanδ ：±0.1% （绝对误差）
系统电压：±0.5%
温 湿 度：±1.0℃ （绝对误差） 度：±3.0% （绝对误差）
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2.4 现场应用状况
两台主变套管在线监测数据分析
服务器软件环境 Window2000 Professional，IIS5.0，数据库软件 为SQL Server2000。 服务器硬件环境 PⅢ550/256M，10G硬盘以上 客户机软件环境 Windows95、98、NT或2000+IE5.0 客户机硬件环境
PII200/32M，6G硬盘以上
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定期维修
（TBM）
（CBM）
实现状态维修的前提条件是在线监测技术的应用，在线监测量会受到 环境因素的影响，研究其影响情况并进行合理修正是在线监测与诊断技术 实用化的基础。 华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
1.1 背景与意义
停电检测与带电检测条件对比
停电检测 环境要求 检测电压 现场干扰 温度15~25 º C ，湿度 小于65％ 10kV 带电设备 带电检测 全天候 运行电压 邻相设备、其它带电设 备、操作
站站站 站站

传感器
传感器
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2.1 系统结构
电容型设备绝缘在线监测系统现场设计
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2.2 硬件设计
母线
容型设备
U Cx IX R x C1
U
I X RX
信息层
防火墙/代理服务器 Web服务器 Ethernet 数据服务器
控制层 监测层
温湿度
SU
监测主机 IPU TA1
SU
485现场总线 IPU IPU
SU
④ 采用 B/S 模式实现远程监 控
⑤ 就地完成模拟信号的数字 化处理
IPU TAn
SU
TV
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2.3 软件设计

建 立 先 进 的 数 据 库 管 理 系 统
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动 态 前 景 显 示 设 备 状 态
采 用 调 度 自 动 化
SCADA
界 面
3-1 图形系统操作界面
2.3 软件设计
电容型设备绝缘在线监测系统软件处理
2 ＃
B相 C相
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小结
系统采用分层分布式结构，根据功能的需要来划分应用 层次，保持了各层功能的相对独立性。
提出了多下位机同步采样方法。
采用电容分压方式设计了信号采集单元（SU）。 采用模块化的思想设计了在线监测系统的软件。 对实际运行的监测系统检测分析发现，系统测量结果准 确性高、稳定性好。
变电站设备绝缘在线监测系统 组成及案例
华北电力大学 王永强
华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
主要内容
1. 电气设备状态维修的必要性及在线监测的应用情况 2. 电容型设备绝缘在线监测与故障诊断系统简介
3. 变压器铁芯接地电流在线监测与故障限流报警系统
变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
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2.3 软件设计
（1）数据查询 查询方便、灵活，可选择鼠标点击监测设备、主菜单查询或右键菜 单方式，查询设备的今日记录、历史记录和试验记录。可方便的对记录 内容进行分析与打印。 （2）系统设定 为更好的提高系统的运行效率，操作管理员可以进行修改采样时间 间隔、修改PT的角差与通道、修改测量单元误差与通道、设定设备警界 值、更换基准设备等操作。以上的所有操作均是对专门的数据库进行， 可靠且维护方便。 （3）系统报警 从监测数据和系统运行两个角度，尽可能考虑会出现的问题与故障 ，故设置三类报警信息，当实时监测中经判断发现异常后，会进行报 警。包括：设备绝缘状况报警； 测量通道故障； 系统资源报警。 华北电力大学 电力工程系 高压研究所——变电站设备绝缘在线监测与故障诊断系统
均方 差
8.29× 10－7 9.24× 10－7
最大 偏差
0.03 0.03
预试 值
0.45 0.47
1 ＃
B相
C相
A相
4.07
7.10 7.12 7.11
2.11× 10－3
1.52× 10－3 1.41× 10－3 1.36× 10－3
0.03
0.02 0.02 0.02
190.3
333.2 331.9 335.4
主站系统
站站站
电力通信专网 与主站通信协议
电力通信专网
与主站通信协议
站A
全站设备状态采集和 集成设备
站B
全站设备状态采集和 集成设备
站站站
与全站设备状态采集和集成设备通信协议 站内通信网络
与全站设备状态采集和集成设备通信协议 站内通信网络
自动化信息监测装置
变电智能监测装置
自动化信息监测装置
输电智能监测装置
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1.3 存在的问题
目前已实际投运的系统运行效果并不理想，没有取得预期的经济效 益和社会效益。反映出来的技术问题主要有： 1）缺乏对电容型设备介质损耗因数的数据修正方法研究，因此，在线 监测数据和离线监测数据的等效性难以确立，从而难以将已经成熟的基 于离线测试数据的状态诊断方法移植到在线监测上来。
i(t)
基于电流传感器测量的原 理接线图
电流传感器
U(t)
IX
U
电压/V
U1

1
IX CX
10
1
5
2
0 1 -5 16 31 46 61
基于电容分压测量的原理 接线图
-10
曲线1为SU测量电压波形，曲线2为母线电压波形
监测系统采样的波形
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1.2 研究现状
电容型设备绝缘在线测量方法研究
（1）绝对测量方法。 （2）相对测量方法。
电流传感器
电流传感器
检测装置
（3）两者结合。
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1.2 研究现状
介质损耗因数（tanδ）计算方法研究
（1）过零比较法 。该方法通过检测电流、电压信号过零点的时间差计算介 损，该方法对过零点的测量准确性要求很高，易受到干扰。 （2）相关函数法。该方法首先提取基波信号，再计算其自相关函数与互相
变 压 器
限流电阻网络
PXI工控机
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基本原理
信号隔离 程控放大 、 滤波 远程通信模块
铁芯电流 、限 流电阻两端电 压输入
A /D 转换
RS 232 接口
FLASH 存储器 开关量输入
单片机
2）监测装置的开发水平不高，系统抗电磁干扰与环境影响能力差，上 位机软件的数据处理功能不完全，电容型设备分布比较分散，分布式采 样的同步性难以保证。
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二、电容型设备绝缘在线监测与故障 诊断系统简介
系统结构
硬件设计 软件设计
现场应用情况
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三、变压器铁芯接地电流在线监测与故障 限流报警系统
应用背景
基本原理
应用现状
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应用背景

变压器铁芯多点接地是一种常见的故障，统计资料表 明，铁芯多点接地在变压器总事故中占第3位。产生的主 要原因有：现场装配及施工中不慎遗落金属异物，造成 多点接地或铁轭与夹件短路，芯柱与夹件相碰；运行时 间长，各种导电杂物堆积而造成铁芯多点短路等等。及 时准确地诊断与处理变压器铁芯多点接地故障，对保证 变压器的安全运行具有重要意义。华北电力大学高电压 与绝缘技术研究所在此方面进行了深入的基础研究，开 发研制的变压器铁芯接地电流在线监测仪与现场便携式 故障处理装置，已在河北、山东电网的厂站实际应用， 运行效果良好。
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2.1 系统结构
远程维护 Modem Internet/ Intranet
远程监测
系统结构特点
① 系统根据功能的需要划分 了层次 ② 只需一对通信总线就能进 行数据传输与控制 ③ 采用RS485总线方式实现 分布式采样
远程监测
设备状况
检测标准
冷状态
试验规程
热状态
尚无
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1.2 研究现状
电容型设备绝缘在线测量方法研究
介质损耗因数（tanδ）计算方法研究
电容型设备绝缘状况诊断方法
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2.2 硬件设计
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