電容型設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)

電容型設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)第一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一5.1概述電容型設(shè)備是重要的輸變電設(shè)備，包括電力電容器、電容式高壓套管、電容式絕緣電流互感器、電容式電壓互感器，耦合電容器電力電容器大量用于改善功率因數(shù)及降低配電損失等目的，并為輸變電設(shè)備不可缺少的器件。電容式套管是大型變壓器高壓引線絕緣的核心組件。監(jiān)測(cè)其介電特性，可以發(fā)現(xiàn)處于早期發(fā)展階段的絕緣缺陷常用介電特性參數(shù)：介質(zhì)損耗角正切，電容值和電流值第二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一常用介電特性參數(shù)：介質(zhì)損耗角正切，電容值和電流值發(fā)現(xiàn)絕緣整體劣化較為靈敏給出極化過程介質(zhì)結(jié)構(gòu)變化信息根據(jù)介質(zhì)損耗角正切隨電壓而變化的曲線可判斷絕緣是否受潮，含有氣泡及老化的程度第三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一1表示絕緣良好2表示絕緣中存在氣隙3表示受潮絕緣第四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一絕緣受潮,油或浸漬物臟污或劣化變質(zhì),絕緣中有氣隙發(fā)生放電等。這些都會(huì)使流過絕緣的電流中有功電流分量增大,從而導(dǎo)致值增大第六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一5.2介質(zhì)損耗角正切的監(jiān)測(cè)一、電橋法西林電橋法監(jiān)測(cè)前，先調(diào)整C4和R3，使指零儀指零，監(jiān)測(cè)時(shí)只要調(diào)整C4。若試驗(yàn)電壓中含有某種頻率的諧波分量時(shí)，欲使電橋平衡必須是流過檢流計(jì)的基波電流和諧波電流同時(shí)為零，一般情況下是不可能實(shí)現(xiàn)的例如電源中三次諧波的存在就會(huì)使電橋兩端始終殘存零點(diǎn)到幾毫伏的電壓，并且越大殘存電壓越大第七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一二、相位差法1、硬件實(shí)現(xiàn)：系統(tǒng)先通過采樣電路捕捉電流和電壓信號(hào)，進(jìn)入相位鑒別單元，求出電流電壓相位差，進(jìn)而得出損耗角正切2、軟件實(shí)現(xiàn)：過零時(shí)差比較法系統(tǒng)先通過采樣電路捕捉電流和電壓信號(hào)的過零點(diǎn)，然后通過一系列的邏輯轉(zhuǎn)換電路形成一定寬度的方波信號(hào)，方波的寬度反映了電流和電壓信號(hào)的相位差。第十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一影響電流和電壓過零的因素有:諧波頻率諧波正弦波形畸變率諧波初相角(4)試品的介質(zhì)損耗設(shè)置低通濾波單元濾除三次諧波第十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一三、過零電壓法測(cè)量兩個(gè)正弦波在過零點(diǎn)附近的電壓差，并由電壓差來計(jì)算相位差和介質(zhì)損耗角正切的方法。由兩個(gè)被測(cè)正弦波之間的差值電壓及正弦波的幅值就可以計(jì)算出兩個(gè)正弦波的相位差第十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一差值電壓波形第十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一四、異頻電源法西林電橋的試驗(yàn)電源頻率偏離干擾電源（主要指工頻電源）頻率。能產(chǎn)生50Hz±ΔHz固定點(diǎn)頻率的電源稱為異頻電源注意：電源頻率不能離工頻太遠(yuǎn)，也不能離得太近了第十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一五、正弦波參數(shù)法正弦波參數(shù)法是通過摸/數(shù)轉(zhuǎn)換，將電流、電壓信號(hào)離散化后，應(yīng)用一定的算法，求得正弦波參數(shù)即幅值和相角，再計(jì)算出電流與電壓的相位差進(jìn)而算出介質(zhì)損耗角的一種方法算法原理：基于最小二乘法原理和基于三角函數(shù)正交性第二十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)測(cè)試的影響1、濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響環(huán)境濕度大時(shí)，電氣設(shè)備表面的污垢塵埃受潮，導(dǎo)電性增強(qiáng)，表面電導(dǎo)增大引起較大的電導(dǎo)電流。濕度大于90％時(shí)的損耗角正切會(huì)比正常時(shí)大2～3倍2、周圍電磁場(chǎng)的影響采用加屏蔽罩第二十一頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一數(shù)字化測(cè)量法（軟件）過零電壓法過零時(shí)差比較法正弦波參數(shù)法數(shù)字化測(cè)量法注意問題：（1）電壓電流兩路信號(hào)采集的同時(shí)性（2）保證在一個(gè)周期內(nèi)均勻采集到整數(shù)個(gè)點(diǎn)數(shù)，以防止出現(xiàn)頻譜泄漏，而導(dǎo)致采樣誤差第二十二頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一5.3測(cè)量三相不平衡電流可通過監(jiān)測(cè)三相的三個(gè)同類型設(shè)備的電流之和來發(fā)現(xiàn)某相設(shè)備的絕緣缺陷認(rèn)為三相設(shè)備絕緣同時(shí)劣化的概率小，因此某相設(shè)備絕緣劣化，流經(jīng)三相的電流將不平衡，則三相電流之和將相應(yīng)會(huì)改變。監(jiān)測(cè)其變化就可以發(fā)現(xiàn)故障第二十三頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一一、三相不平衡的原因1、因三相設(shè)備絕緣的等效導(dǎo)納的差別和電源電壓不對(duì)稱而引起的第二十四頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一2、感應(yīng)電流各相設(shè)備對(duì)母線、相鄰電器及配電裝置其他元件間導(dǎo)納差異所引起的第二十五頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第二十六頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一3、諧波的影響能流過中性點(diǎn)的電流，3K次諧波，主要是三次諧波可采取濾波措施測(cè)量三相不平衡電流應(yīng)剔除上述原因所造成的電流之后才是由絕緣缺陷所引起的不平衡電流只能發(fā)現(xiàn)導(dǎo)納變化超過10％～15％的絕緣故障第二十七頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一二、監(jiān)測(cè)線路的實(shí)現(xiàn)用硬件剔除不對(duì)稱和感應(yīng)電流所引起的不平衡電流用軟件剔除，可引入校正系數(shù)全數(shù)字法：可以根據(jù)三相泄漏電流之和矢量變化的相位判別出故障相，電流變化量的相位在故障相電流及其滯后90度的范圍內(nèi)第二十八頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第二十九頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一第三十頁，共三十三頁，編輯于2023年，星期一5.4其它在線監(jiān)測(cè)手段一、氣體分析參照變壓器二、局部放電主要以脈沖電流法為主電流傳感器安