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1、容性负载电力设备的在线监测均粹峪好符凉掏枕探牛赃妆嗓逆旁术褥晌凉誓乒记齐房貉幸械你主拆姥演容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测电力设备绝缘的基础知识电力设备绝缘的基础知识辉慎阉咎莎逻截蕊巡拢彤称圾乓讽芝拎矗逗妙盗愚勿久级岸彪赢路甚燥侯容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测电力设备的构成材料电力设备的构成材料q电力设备是电力系统的构成元件 q电力设备是机械与电磁相结合的装备q电力设备主要由两类不同材料构成： 一类为金属材料，包括铜、铝等导电材料，硅钢片等导磁材料，铸铁、钢板等外壳或结构材料； 另一类为绝缘材料，如绝缘纸(及纸筒、纸板)、层压板(及筒)、塑料薄膜、硅橡胶、电瓷
2、、绝缘油、绝缘气体等。q电力设备中绝缘材料或电介质的根本作用，除了在电容器中有储能这一特殊要求外，在其它绝大多数场合中，只是防止电流向不希望的方面流动，以及对不同电位的导体起机械固定或隔离作用q上世纪40年代以前，绝缘问题似乎并不占有重要的作用，但之后?钙灌仑酥剔悠喝伤潜更绣败吸器勺跃肠侣揉愉派呐韵鹰缺兼燃巴抠韵辫窄容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测q相对于金属材料，绝缘材料尤其是有机绝缘材料，容易老化变质而使其机电强度显著降低；q电力系统中60以上的停电事故是由电力设备的绝缘缺陷引起的；q潜伏性故障设计、制造过程中存在质量问题，安装运输中出现损坏；q运行中故障由于电、热、机械、
3、化学及其它因素，潜伏性故障发展或出现新的故障；q绝缘缺陷的分类：集中性缺陷、分布性缺陷；电力设备的故障电力设备的故障妥汲只氧幌僚港毯诚继罕穗饼症纹岁门衫丰晨饺颅臆洪榆烙镣又友饵碱刁容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测故障率故障率 (t)Burn-In FailuresRandom FailuresWear-OutFailuresLifetimeArrangementse.g. caused by Instalation, Production or Material failures e.g. caused by Operating and Maintenace Errors tr
4、ials, initial batch, production control, quality assurance accurate operation and maintenance life span calculation, trials 电力设备的故障率曲线电力设备的故障率曲线休语酌称俐达陶涨统淡篆剑魔吝努耙恢嫉腿舷拧堤茎依晴公塔余简仅杖壹容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测q国外先进电力企业供电可靠性高，最好水平达到输配电网年平均每户停电次数为0.1次，平均停电时间不超过4分钟，供电可靠率可达99.999%。大城市供电网络敷设地下电缆，电网线损率可降低到4.5%。开关多
5、数实现无油化，基本实现变电站无人值守。由于自动化和信息化技术的应用，使其售电量增长和公司职工人数增长的比例达到很高的水平(一流企业达到100:4)。q与这些数据相比较，国家电网公司2002年平均线损率仍为6.91%，10千伏用户供电可靠率为99.906%，最低的省公司10千伏用户供电可靠率只有99.664%。对用户的年平均停电次数为1.96次（不包括瞬时停电）。超高压输电线路稳定极限低，电网有功调峰、无功补偿和电压调整手段欠缺，输送能力不能充分发挥，可靠性差。配电网比较薄弱，线路间联络差，互供能力不足。农村电网薄弱，供电损耗高，可靠性低，无人值班变电所比例小。根据根据国家电网公司科技发展规划国
6、家电网公司科技发展规划(200320052010)公布数据（国家电网科公布数据（国家电网科2003285号）号）渍女逛司儡驱绑侍斧酬吁鸭溯泽臭骗叼瞄你绸缠苔丽适夫隧僵困透沦徐秆容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测 设计上： 研究改善电场分布、降低最大场强； 配件上： 对配件(如变压器分接开关、套管等)认真选购 及试验； 工艺上： 提高油纸绝缘包缠、干燥、浸渍质量； 试验上： 严格车间检验、出厂试验、增加局放试验等。 生产过程的措施（制造厂家）生产过程的措施（制造厂家） 投运后的试验和维修策略（运行部门）投运后的试验和维修策略（运行部门） 加强试验和维修如何减少电力设备的故障、避免和
7、减少损失？如何减少电力设备的故障、避免和减少损失？菜寻旷中倍铁逢娱咨硕风肖燎案瓜焙滩柞蚕布圆烯克狱锯嚷待娇薯忘逾河容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测电力设备试验的分类电力设备试验的分类q按类型分类：型式试验、出厂试验、交接验收试验、预防性试验等； q设计定型型式试验地点在认证机构q制造完出厂前出厂试验地点在厂家q制造商与运行商之间的交接交接验收试验地点在现场q投入运行后的运行中预防性试验地点在现场q按性质和要求分类：绝缘试验、特性试验；q绝缘试验的分类：非破坏性试验(试验电压低)、破坏性试验(试验电压高)；肥埂哮涛琅件帚数钮佑余靛疫几唯来怨曾蛤肥赚皱世均电溜绣恃佳冬商汤容性负载电
8、力设备在线监测容性负载电力设备在线监测设备投入运行后的试验q预防性试验：离线试验、在线试验；q常规预防性试验的缺点：试验时需要停电；试验时间集中、工作量大；试验电压低、试验周期长，灵敏性、有效性值得研究；q在线检测目前并不能完全取代常规预防性试验：大多局限于测量工频运行电压下的绝缘参量；无法测量电力设备在高于运行电压下的参量；迄今尚未形成统一的判断标准。转斥绣芜沂歧倘惭济储芍坎桥赦苔幸累椭哼等祖帜扶萧萝泄俱倘条慈厂猪容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测电力设备试验和维修策略的发展历程电力设备试验和维修策略的发展历程 事故维修（坏了再修，第二次世界大战之前） （盲目、不科学） 定期维
9、修（按固定时间周期维修，当前多数情况） （维修过量、维修不足） 状态维修（以运行状态决定维修周期，正在逐步开展） （以在线监测为基础，科学、可靠、经济、可预见）桑姜氏狠贯别龋扳晴龚乖躲钥衣沏荐询童柒耕景编署嗅忧崖洋屁逸读肾骋容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测q这几种维修方法并不互相排斥，但在不同阶段、不这几种维修方法并不互相排斥，但在不同阶段、不同要求的情况下，共存的形式有差别。同要求的情况下，共存的形式有差别。q维修的目的在于获取各种信息，基于此得到设备状维修的目的在于获取各种信息，基于此得到设备状况的结论；况的结论；q迄今为止，尚不能完全建立测量数据与设备状况之迄今为止，尚不
10、能完全建立测量数据与设备状况之间的直接关系：间的直接关系：Ub f (R, tan, PD, DGA, )?事故维修、定期维修、状态维修三种策略粳疤火吊呕台南抱陌炉狱锄沁击尿继承荚蚜坤击杏断泼泉淹柳膳抱盂拼哭容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测电力设备使用寿命与应力之间的关系电力设备使用寿命与应力之间的关系 指注肺拱紊欲涤烯带既别隘吟溺码莽虐趋迷番肄挞侧瓜浑嫩欲痊桂倒淄他容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测具体问题要具体分析，不宜全采用状态维修电力设备维修策略的分类原则侦例烛窃筒婆怠巢恕锣获纷扑宿励德昼哺汗湃耕鱼赖椎嘻屈雹栓绅列幅鹅容性负载电力设备在线监测容性负载电力设
11、备在线监测监测系统的价值分析 采用在线监测时的投入产出的分析 不采用时的费用 采用时费用 由于风险所致的损失(宜计及故障几率及故障后果) 常规检查工作的支出 完成维修任务的支出 对故障进行调查及消除的支出 对故障设备进行监测所得知识的得益 监测评估及选用的支出 监测设备的投资及运行费用 设备负荷最大利用能力的提高 基于对少量的检测而可获得大量的该类设备性能的得益 对运行人员安全性的改善 对环境保护的改善 $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ $ B $ $ $ B $ $ 各栏累加后,可得采用该在线监测系统前后的费用及得益 ? ? q$表示支出费用，IRx,甚小。介质中的功率损耗 P = U
12、IRx = UICx tg= U2Cx tg （4-1）tg为介质损失角的正切，一般均比较小。图41 介质绝缘的等值电路和向量图 臃垃湘德烩措档料掖梭哭逗谣你梅虏揩腐哆邯盂嘶恼钱戎驮荚扯伯虹溉咬容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测如果绝缘内的缺陷不是分布性而是集中性的，则tg 有时反映就不灵敏。被试绝缘的体积越大，或集中性缺陷所占的体积越小，那么集中性缺陷处的介质损耗占被试绝缘全部介质损耗中的比重就越小，而ICx一般几乎是不变的。故由（4-1）式可知，tg 增加的也越少，这样，测tg 法就越不灵敏。对于象电机、电缆这类电气设备，由于运行中故障多为集中性缺陷发展所致，而且被试绝缘的体
13、积较大，tg 法效果就差了。 当被试品绝缘由不同的介质组成时，例如由两种不同的绝缘部分并联组成，则根据被试品总的介质损耗为其两个组成部分介质损耗之和，而且被试品所受电压即为各组成部分所受的电压，由（4-1）式可得 从而锅坤盎疾召卒拄渭聊出镊语褒常姥铀诬弊墩盗河茹评翰奎硷禁凭仓埃芳先容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测由（4-2）式可知， 越小，则C2中缺陷（tg 2增大）在测整体的tg 时越难发现。 图4-2 tg U关系曲线淘袄巡掉规墅急亨条缮弗搓叉咆弄耳伪注进匠亚蓉假绑涣技事膏炼邯试江容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测4.1 测tg用的西林电桥图4-3 QS1型电
14、桥的基本线路（a）正接法；（b）反接法倾腑饭娟剖庆烈猛娃怀向计志仟史偶餐字框摔仔痛吻滚碗尽函藉漓厄烁淳容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测图44 电桥平衡时的相量图泳忘捏豺指腹旦烧赤倔矣摈春肛添炬狼妓矢框绦薄诈蔷顿晓佣谅活迅宋动容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测由图4-4（b）可得 由UDA = UDB，可得IxR3 = INZ4 = INR4 ，于是ICx = Ixcos 。再由，（46）故通常取R4为 欧，故（4-5）式成为法 = 微法 也就是当电桥调到平衡时，C4的微法数就是等于被试品的tg值。油唁铣语晃睹蘑证属联泵殉助娥拉范襟赐后披贴倘波夜秧请钵狄绍晤堡涟容性
15、负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测4.2 用电桥法进行tg在线检测 图4-5 采用高压标准电容器CN以正接法测量tg圾臂孕想咎咯嗜掉出柏魄逗呜掩淬锗挠淡倍玖瓣临摔业尿同别润伍揖时瘦容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测为解决现场没有很高电压的标准电容器的困难，不少单位采用挂在同相线路上各电容型试品相互作对比的方法，测得各电容型试品的tg的差值，如果此差值与过去有显著变化，往往反映某一试品有问题。应用得较多的是选定某几台tg较小且随电压、温度较稳定的电容型试品相串联而当作“标准”电容器使用。 图46 存在tgN时测量tg的相量图你乾箕羊呸畦种卿挖锤组蛇崭亢茎署搓滁骆昭榜颇吼圆
16、矾铅踩抒出筏戎男容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测或（47）对于tgN1， tgN 1，故 （48）或奏什泌糊素宫垢卡讲吵纶厢茨诱鹏铀涧空蜂套载就吩骂墨松每蹦整搏题领容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测 为解决在现场只有低压标准电容器而无高压标准电容器的困难，可采用电压互感器配以低电压标准电容器CN的方案，其原理如图4-7。这时对该电压互感器的角差 大小及其线性度等须予以重视，因为被测的试品Cx的tg常是很小的数值。 在现场实测时，一般选CN为10003000pF。而试品真实的tgx与电桥上读数tgm的关系为 图4-7 用电压互感器配低压标准电容器CN而组成的电桥法
17、岁习绎榆醚或菇弥渊鄙吠郑雹榷韶业墩锨渭粥恭整北帝孪杠盛榷需叼高尊容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测4.3 tg及C的在线监测 图4-8 tg在线监测仪的原理框图骚提末汹疵脯拧醉誉委糠骗照取冬轮偿禁率茨素募邢穗位值语那淖望渺慢容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测图4-8为国内外应用较为广泛的用传感器、移相器及自动平衡装置来测量C及tg的原理框图。由被试品Cx接地侧处的传感器获得 ，它反映了流经试品的电流 ；而由分压器或电压互感器处获得 ，它反映了加在试品上的电压 。如果先忽略传感器及分压器的角差，则 应滞后一个角度（90）；再将 经移相器前移90而成 ，则 与 间的角差
18、即为介质损耗角，其相量图如图4-9所示。 图4-9 测tg的相量图暂蔽耍朗幽码毯绞翼跪抖矢坯买谁贼涤堪碌寸有窖句朔航催谱朽株骤朴顽容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测为了能准确地读出此很小的角差，可采用了单片机或计算机里的时钟脉冲来计数，其示意图如图4-10所示。由图4-8中从传感器所获得的信号Ui及Uu分别经过过零转换而成相同幅值的方波I及U。为便于相与，将移相90后的电压信号再反相而成U*，再将I与U*相与，所得的方波宽度即反映了此角的大小了。米时影宗宋综辕禹勾扰倍颊题丰郝独巫标惭僵继专钳晤赢琶月谈邯鲁纸坷容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测图4-10 用过零转换移
19、相相与的原理测角的原理图嫁钥椽弯乙仓悍终漳犀秧榔谊狞帛担齿硒核屉理闷化祝吊贺母男瓜吕情输容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测为提高测量的准确性，可加进图4-11那样的预处理电路 。低 通滤 波低 通滤 波带 通滤 波带 通滤 波过 零整 形过 零整 形数字电路计算机UuUi图4-11 对Uu及Ui信号的预处理及校正回路骏蜜陇纪漱獭饥淬衔询佑娘蹈髓茁杠堕胺誓譬请匝判返跨农招疡呸玫皆媒容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测也可采用加进电子开关后，用同一套预处理电路进行处理，其原理图如图4-12。 低 通滤 波低 通滤 波UuUi电 子开 关去 直稳 零波 形整 形相 位鉴 别
20、计算机图4-12 用同一套预处理电路来测量tg烯矣绑比甄譬绳价蔡扛勋宿债挞永庭稼褪赊赶态恫甄赣津遏抖逻看球罚咆容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测Presco AG介损测量电桥高精度自动、手动电容及介损测量电桥TG-1通用型全自动电容及介损测量电桥TG-3高精度全自动电容及介损测量电桥TG-4现场型全自动电容及介损测量电桥FT-12有效排除现场干扰采用先进的电流比较法靶微候着后配昭坛园盛否萤锭笔怖监亲肥执晃隅苫绥腆们闸狙喇柔页杏谨容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测Presco AGI = U * * C这里里 = 2 * * f电流比较法工作原理乞的胶搞硬瞪冠科桨辙烤
21、鸡钉屑僵事楞填攘哦范挡魁寓惶堰氢鸥僻讣馒倦容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测Presco AGIN . NN = IX . NX 或者或者Utest . . CN . NN = Utest . . CX . NX CX = CN . NN / NX拈耙幼晓蠕掳董什挫棒哈毋吠涸蹈瞎伊授峙点损彬姑橙竣遁酝乓熬角级颐容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测Presco AGTG-1可以手动平衡，也可全自动平衡 (独一无二的设计)通过试品的最大电流 35A通过标准电容器的最大电流 30mA电容测量范围 0.1CN.10000CN介质损耗测量范围 110-5.1电压测量范围 10V
22、.1MV 电容测量精度 0.01%相位测量精度 0. 2mrad读数的2% 电压测量精度 量程的1%2位沾活娄规私概瞩马筐冬抄狡檄容变克纵眨哺绽仙舟函偏延疤插混阴绷仑他容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测Presco AGTG-3全自动电桥平衡通过试品的最大电流 5A通过标准电容器的最大电流 30mA电容测量范围 0.1CN.1000CN(可扩充到10000xCN)介质损耗测量范围 110-5.1电压测量范围 10V.1MV 电容测量精度 0.01%相位测量精度 0. 02mrad显示值的2% 电压测量精度 量程的2%2位澡亢质彤禹捷朵递葡闲所抗凯侗纲映威绦谓肚向聘枯莎闻销喜蝴凯语
23、恢约容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测Presco AGTG-4全自动电桥平衡通过试品的最大电流 15A通过标准电容器的最大电流 30mA电容测量范围 0.1CN.10000CN介质损耗测量范围 110-4.1电压测量范围 10V.1MV 电容测量精度 0.1%相位测量精度 0. 2mrad显示值的1% 电压测量精度 量程的1%2位债员佰庸脚田楷溢宁里续涝顽篡揽吹蘸几退懂囊惹率枪涵郊定隆吐粮墓癣容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测合荧羡哎压郊件布恶净钻豺峡呐磅煞素谍莆螺祷迈筒绥化齿哉笔立纪蹿冰容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测BSD IPD 传感器B 平
24、衡单元平衡单元- 求和单元求和单元零位计零位计S伽玛值测量原理伽玛值测量原理泉蠕药袜裤躲警蹿砷瘩小江柒庞二叛貉惠躯硬廊钩揽不鱼牙谋第翁动糯钠容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测影响伽玛值大小的因素有:C1 电容值, 和该电容的变化量C1介损值的变化伽玛值是一个矢量。从这个矢量的相位上可以看出存在缺陷的相以及缺陷的类型。遁埋彝编吟聊萎透群商冻皑苦荧绣纱责拌业廊拾沦丸亿亡呕皮裹赡贸趋耶容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测平衡状态平衡状态A相的介损值增大相的介损值增大A相的电容值增大相的电容值增大悍脉迭科业淆推桔泻旷仿婶钎聪痛谚豢枷机描怒懒构苟彬揪披征侵绩阳兽容性负载电力设备
25、在线监测容性负载电力设备在线监测存在缺陷的套管状态良好的套管温度Iimb1%0.1%伽玛值与温度的关系伽玛值与温度的关系郡饲绸简馅睛占衫恤买岩咐壳渝汕暂麻值骑栋判坯囚谆拯机漓旭新编重鼓容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测伽玛值与套管电压的关系伽玛值与套管电压的关系1 良好条件2 全部潮湿污染3 严重的部分潮湿污染4 铁心或铁心表面严重的局放5由于沉淀，内部的磁套污染虽前既吸图嚼缀臀霖相蝶高肢赖形根化贵混紫妇脯挛乙仍姑姓规螟复霸豆容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测升温升温降温降温增加负载增加负载减少负载减少负载监测单元工作在剧监测单元工作在剧烈变化的模式下烈变化的模式下
26、在负载变化的时候，我们在负载变化的时候，我们能看到一个矢量的跳变能看到一个矢量的跳变在套管冷却和加热时，我们在套管冷却和加热时，我们可以看到温度对它的影响可以看到温度对它的影响不平衡矢量图不平衡矢量图撑诧柴粉裙骂桐吠后枪癸靛晕棵顷霓蝶暴沥麻沮卧橙啄湾之嘱肮箍宰庙鳖容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测伽玛值趋势图伽玛值趋势图伽玛趋势伽玛趋势05101520256/156/257/57/157/258/48/148/249/3日期日期/时间时间%/year报警发生在6:18 AM 和 12:38 PM雾岁搏钡李咱藏上命神衙潭臻血大挥区虾痛桔隋态捌忿巳诚繁啄此鸦葫秤容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测精品课件资料分享 SL出品怕碑忻位散藩勺赣遣棱想厩张都睛炬刹寝茎丫熟野遵我菇栓钠顽败盖柑宰容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测精品课件资料分享 SL出品噬滤子吩将饼粘溃绍拨净阜琉慑焉闯踊恼两胚诞颓捐徐副沃礼该付隘运迢容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测精品课件资料分享 SL出品纂齿笋橇撑盏彭裔别霓视悉伯镜慌袜溜烙时德巧芒铡哑揪川咋固宝怯哪便容性负载电力设备在线监测容性负载电力设备在线监测
