基于分離單元的電氣設備帶電測試系統(tǒng)的研制

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摘要：建設在線監(jiān)測系統(tǒng)存在一次性投入大的不足。研制了一種現(xiàn)場安裝傳感器、多變電站公用相同的測試裝置的分離單元電氣設備帶電測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)既可實現(xiàn)隨時對設備進行不停電測試，又節(jié)省了投資，可以為110kV變電站的狀態(tài)檢修提供一種良好的解決方案。

關鍵詞：電氣設備；帶電測試；系統(tǒng)；分離單元  0引言 電力系統(tǒng)中，為防止事故的發(fā)生，設備需要定期進行預防性試驗，許多預防性試驗是離線進行的，如容性設備的介損試驗、氧化鋅避雷器（MetalOxide Surge Arrester，簡稱MOA）的各項測試等；離線的預防性試驗需要增加員工的工作量，如停電和一些拆卸安裝工作，這無疑增加了人工成本，更為重要的是，離線試驗需要停電，目前用戶對停電要求也越來越苛刻，停電造成的社會影響和經濟損失越來越大；此外，設備停電狀況下的試驗結果與運行中有差異，離線試驗的結果也不能準確反映設備的狀況。 為了減少停電，并能反映設備在運行情況下的狀態(tài)，當前許多廠家陸續(xù)進行了容性設備在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與開發(fā)[1～2]，在線監(jiān)測系統(tǒng)也日趨完善。然而，安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)一次性投入較大，一個變電站所有設備安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)，投入一般為數(shù)十萬至數(shù)百萬元不等。對于大型的樞紐變電站，安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)固然可以，但是對于110 kV電壓等級的變電站，這種方法存在較大的困難。以中國湖南省的情況為例，每個地級市電業(yè)局110 kV變電站有30多個，全部安裝在線監(jiān)測系統(tǒng)需花費數(shù)千萬元，投入太大，如果選擇部分安裝，又難以進行全面監(jiān)測，使得在線監(jiān)測效果大打折扣。為了達到既節(jié)省投資又能覆蓋全面，有必要開展電氣設備帶電測試方法的研究，研制電氣設備帶電測試裝置或者系統(tǒng)，實現(xiàn)既節(jié)省投資，又能實現(xiàn)110 kV變電站不停電測試的目標。 1系統(tǒng)總體結構 帶電測試系統(tǒng)采用在每個110 kV變電站電氣設備的運行現(xiàn)場安裝可接入式傳感器，每個單位配置1至2套帶電測試儀，傳感器的引出電纜與測試儀采用可拆卸的形式進行設計。 測試前，需要在運行設備處安裝不同類型的傳感器，對于同一電業(yè)局，可以在多個110 kV變電站安裝傳感器（傳感器的投資相對來說比較小），測試 時，帶上帶電測試儀器以及連接電纜到現(xiàn)場，不需要停電就可以進行帶電測試，測試完成后，收起連接電纜和測試儀即可。這樣，所有110 kV變電站就可以公用1至2套帶電測試儀，大大地節(jié)省了投資。系統(tǒng)的總體結構如圖1所示。  2系統(tǒng)原理 2.1容性設備介損測試原理 電介質的耐電強度通常隨其厚度的增加而下降，因此電力電容器常由一些極間介質厚度較小的電容元件串聯(lián)組成。電容型套管、電容型電流互感器的絕緣中也設有一些均壓電極，將較厚的絕緣分隔為若干份較薄的絕緣，形成了電容串聯(lián)結構。由于結構上的這一共同特點，電力電容器、耦合電容器、電容型套管、電容型電流互感器以及電容型電壓互感器等統(tǒng)稱為電容型設備。電容型設備的絕緣完好時，流經絕緣的電流I超前電壓U的相位φ十分接近π/2弧度(見圖1)。相對于其他電氣設備，電容型設備的工作電場強度較高，長期工作后設備絕緣可能發(fā)生局部損壞，即絕緣老化，此時流經絕緣的電流變化為I′＝I+ΔI。由圖1可以看出，監(jiān)測電流值的變化ΔI/I、絕緣的介質損耗因數(shù)tgδ(相量ΔI)以及電容量的變化ΔC/C(相應于電流相量ΔI的虛部)，可判斷電容型設備是否已有絕緣缺陷。