基于分离单元的电气设备带电测试系统的研制

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摘要：建设在线监测系统存在一次性投入大的不足。研制了一种现场安装传感器、多变电站公用相同的测试装置的分离单元电气设备带电测试系统，该系统既可实现随时对设备进行不停电测试，又节省了投资，可以为110kV变电站的状态检修提供一种良好的解决方案。

关键词：电气设备；带电测试；系统；分离单元  0引言 电力系统中，为防止事故的发生，设备需要定期进行预防性试验，许多预防性试验是离线进行的，如容性设备的介损试验、氧化锌避雷器（MetalOxide Surge Arrester，简称MOA）的各项测试等；离线的预防性试验需要增加员工的工作量，如停电和一些拆卸安装工作，这无疑增加了人工成本，更为重要的是，离线试验需要停电，目前用户对停电要求也越来越苛刻，停电造成的社会影响和经济损失越来越大；此外，设备停电状况下的试验结果与运行中有差异，离线试验的结果也不能准确反映设备的状况。 为了减少停电，并能反映设备在运行情况下的状态，当前许多厂家陆续进行了容性设备在线监测系统的研究与开发[1～2]，在线监测系统也日趋完善。然而，安装在线监测系统一次性投入较大，一个变电站所有设备安装在线监测系统，投入一般为数十万至数百万元不等。对于大型的枢纽变电站，安装在线监测系统固然可以，但是对于110 kV电压等级的变电站，这种方法存在较大的困难。以中国湖南省的情况为例，每个地级市电业局110 kV变电站有30多个，全部安装在线监测系统需花费数千万元，投入太大，如果选择部分安装，又难以进行全面监测，使得在线监测效果大打折扣。为了达到既节省投资又能覆盖全面，有必要开展电气设备带电测试方法的研究，研制电气设备带电测试装置或者系统，实现既节省投资，又能实现110 kV变电站不停电测试的目标。 1系统总体结构 带电测试系统采用在每个110 kV变电站电气设备的运行现场安装可接入式传感器，每个单位配置1至2套带电测试仪，传感器的引出电缆与测试仪采用可拆卸的形式进行设计。 测试前，需要在运行设备处安装不同类型的传感器，对于同一电业局，可以在多个110 kV变电站安装传感器（传感器的投资相对来说比较小），测试 时，带上带电测试仪器以及连接电缆到现场，不需要停电就可以进行带电测试，测试完成后，收起连接电缆和测试仪即可。这样，所有110 kV变电站就可以公用1至2套带电测试仪，大大地节省了投资。系统的总体结构如图1所示。  2系统原理 2.1容性设备介损测试原理 电介质的耐电强度通常随其厚度的增加而下降，因此电力电容器常由一些极间介质厚度较小的电容元件串联组成。电容型套管、电容型电流互感器的绝缘中也设有一些均压电极，将较厚的绝缘分隔为若干份较薄的绝缘，形成了电容串联结构。由于结构上的这一共同特点，电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等统称为电容型设备。电容型设备的绝缘完好时，流经绝缘的电流I超前电压U的相位φ十分接近π/2弧度(见图1)。相对于其他电气设备，电容型设备的工作电场强度较高，长期工作后设备绝缘可能发生局部损坏，即绝缘老化，此时流经绝缘的电流变化为I′＝I+ΔI。由图1可以看出，监测电流值的变化ΔI/I、绝缘的介质损耗因数tgδ(相量ΔI)以及电容量的变化ΔC/C(相应于电流相量ΔI的虚部)，可判断电容型设备是否已有绝缘缺陷。