高压绝缘在线监测与诊断.doc

高压绝缘在线监测与诊断 好处 绝缘的状态维修的基础是电气绝缘的在线监测和诊断技术.既通过各种在线监测的方法来正确诊断被试设备绝缘的目前状态,又根据其设备绝缘本身的特点及变化趋势来确定能否继续运行或指定检修计划.实现绝缘在线监测与诊断技术有以下优点: 可以在电气设备的运行过程中及时发现绝缘缺陷和发展中的事故隐患,防患于未然; 逐步代替传统的停电预防性试验,减少电气设备的停电时间,节省试验费用; 对老旧设备或已知有缺陷,有怀疑的设备,采用在线监测可以随时检测其运行情况,一旦发现问题,能够及时退出运行,最大限度的利用这些设备的剩余寿命.事实上电气设备的寿命不决定于它的运行年数,而应由其绝缘实际状况决定其能否继续使用,因而提出了”绝缘年龄”的概念.若绝缘寿命已尽,设备即退出运行.可以预料,状态维修的目标和发展趋势就是对设备绝缘寿命预测. 技术和方法 绝缘在线监测技术正得到日淅广泛的发展。在线监测数据会受到现场运行条件和其它一些不确定性因素的影响, 测量数据具有分散性。数据的波动有些表现出随机性, 有些表现出一定的周期性和相关性, 这些影响会对绝缘诊断造成很大的困难。因此有必要对测量数据与各种干扰的对应关系进行深入的分析, 确定基于在线监测数据的绝缘诊断方法, 使在线监测技术更好地服务于电力系统。 1　在线监测数据的预处理 1. 1　野点的处理 在线监测数据经常会因为某些随机干扰而出现野点( 虚假点) , 如图1a 所示的某台设备的介损测量结果。这些野点会对数据的进一步分析造成较大影响, 因而, 野点处理是预处理的第一步。本文采用T urkey 提出的53H 算法进行处理。基本思路是根据正常状态下的在线监测数据确定其变化规律, 考察实际测量值是否符合这一变化规律, 如果符合则不加处理, 如果不符合则认为它是虚假点, 并用相应的内插值代替, 预处理结果如图1 所示。 1. 2　周期性波动的处理 图2 为某台220 kV 电流互感器( ABC 三相) 的介质损耗因数连续几天的测量结果。图3 是某台110 kV 避雷器( ABC 三相) 的阻性电流连续几天的测量结果。可见, 在线监测数据每天均在一定范围内发生波动, 表现出很强的周期性, 这可能是负荷和环境温湿度的综合影响引起的。本文应用差分算法从测量结果中分离出周期相, 可将数据周期性波动产生的影响加以消除。 图1　在线监测数据预处理效果 图2　tg.. 监测结果的周期性波动( ABC 三相) 图3　避雷器( ABC 三相) 阻性电流监测 结果的周期性波动( ABC 三相) 2　绝缘诊断策略 2. 1　相对比较法 在线监测数据经过预处理后, 已经消除了随 机因素的影响; 但是, 并没有消除运行电压、T V 电压基准、相间耦合以及环境温度等因素对数据 的影响。如果直接对预处理后的数据进行绝缘诊 断, 往往难以得到正确的结论。根据分析和实测结 果可知, 虽然TV 电压基准对测量结果的影响是 较大的, 但是, 对于应用同一T V 电压基准测量的 多台设备, 电压基准对同类型同相设备( 如三组设 备A 相分别用1A, 2A, 3A 表示) 介损测量结果的 影响是相似的, 测量结果有同时变化的特征。因 此, 假定1A 的绝缘状况良好, 如果设备1A 作为 基准, 以相对值tg.... 2A- tg .... 1A 和tg....3A - tg.. .. 1A 表征设备2 和3 的绝缘状态, 将可以有效地 消除T V 电压基准对测量数据产生的干扰。另外, 现场环境温湿度对同类型设备的影响也是相似 的, 应用相对值还可以显著减小环境温湿度的影 响。这样, 即使在线监测数据绝对值波动较大, 其 相对值的稳定性可显著提高, 从而使后续故障诊 断的灵敏度大大提高, 如图4 所示。 图4　相对比较图 2. 2　趋势分析法 对于电容型设备, 除了突发性的绝缘击穿故 障, 常见的故障如受潮、老化等, 其介损参数表现 出缓慢而持续的增长变化模式; 而且, 这种变化是 单向不可逆转的。由于相对值法已经显著地消除 了现场干扰的影响。假定设备1 的绝缘状况良好, 如果设备2 和设备3 对于设备1 的介损相对值恒 定不变, 则说明设备2 和设备3 的绝缘是良好的; 如果介损相对值有增长的趋势, 则判断可能有潜 伏性故障, 应进行跟踪; 如果相对值增长趋势加 剧, 则故障的可能性增加。当相对值增长到一定限 值或其变化率增加到一定程度, 应及时采取处理 措施。当然, 另一种可能性是基准设备的绝缘发生 故障, 而其它设备状态良好, 这样会造成所有的相 对比较值呈下降的趋势。如果基准设备和被比较 设备同时发生故障, 且故障的程度相近, 则相对比 较值保持不变。如被比较设备的故障程度比基准 设备严重,