在線監(jiān)測(cè)在智能互感器中的應(yīng)用

劉大永 劉秀鳳

（1.保定天威新域科技發(fā)展有限公司；河北 保定 071056；2.保定天威互感器有限公司；河北 保定 071056）

國(guó)家電力系統(tǒng)正朝著可靠性、智能化方向發(fā)展。電力系統(tǒng)的供電可靠性關(guān)系到國(guó)計(jì)民生，如何有效地保障電力系統(tǒng)的安全、可靠運(yùn)行一直是電力部門(mén)的一個(gè)重要課題，而高壓設(shè)備的安全運(yùn)行是整個(gè)系統(tǒng)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)。高壓電氣設(shè)備在電網(wǎng)中運(yùn)行時(shí)，如果其內(nèi)部存在因制造不良、老化以及外力破壞造成的絕緣缺陷，會(huì)發(fā)生影響設(shè)備和電網(wǎng)安全運(yùn)行的絕緣事故。因此，在設(shè)備投運(yùn)后，傳統(tǒng)的做法是定期停電進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)和檢修，以便及時(shí)檢測(cè)出設(shè)備內(nèi)部的絕緣缺陷，防止發(fā)生絕緣事故。但是，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，社會(huì)對(duì)電力供應(yīng)的可靠性要求越來(lái)越高，電力系統(tǒng)也逐漸發(fā)展壯大，傳統(tǒng)的定期停電進(jìn)行預(yù)防性試驗(yàn)的做法已不能滿足電網(wǎng)高可靠性的要求，需要向可靠性、智能化的方向發(fā)展，即意味著能在不停電的情況下，能隨時(shí)監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備的電氣特性勢(shì)在必行。

下面主要分析智能互感器。雖然互感器絕緣的劣化和缺陷的發(fā)展具有統(tǒng)計(jì)性，絕緣劣化發(fā)展速度有快有慢，但總有一定的潛伏和發(fā)展時(shí)間。在此期間會(huì)發(fā)出反映絕緣狀態(tài)變化的各種信息，而傳統(tǒng)的檢測(cè)方法是定期進(jìn)行的，經(jīng)常不能及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)故障，以至發(fā)生嚴(yán)重事故。為降低停電和維修費(fèi)用、避免事故的發(fā)生，智能互感器不僅本身具有自動(dòng)檢測(cè)電流、電壓和負(fù)荷等基本參數(shù)的功能，并且對(duì)運(yùn)行中互感器絕緣狀況可進(jìn)行連續(xù)的在線監(jiān)測(cè)，隨時(shí)獲得能反映絕緣狀況變化的信息。在對(duì)信息進(jìn)行分析處理后，對(duì)互感器的絕緣狀況作出診斷，并根據(jù)診斷的結(jié)論安排必要的維修，也即做到有的放矢地進(jìn)行維修，包括三個(gè)步驟：在線檢測(cè)、分析診斷、預(yù)知性維修。

智能互感器的基本原理框圖如圖1所示。

圖1

對(duì)于油浸互感器來(lái)說(shuō)，當(dāng)互感器內(nèi)部發(fā)生熱故障、放電性故障或者油、紙老化時(shí)，會(huì)產(chǎn)生多種氣體。這些氣體會(huì)溶解于油中，不同類(lèi)型的氣體及其濃度可以反映不同類(lèi)型的故障。所以對(duì)油中溶解氣體的監(jiān)測(cè)和分析是油浸互感器絕緣診斷的重要內(nèi)容。不同故障類(lèi)型產(chǎn)生的氣體組分如表1所示。

表1

氣相色譜分析具有選擇性好、分離性能高、分離時(shí)間快、靈敏度高和適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。但常規(guī)的色譜分析是一套龐大、精密而復(fù)雜的檢測(cè)裝置。整個(gè)分析時(shí)間較長(zhǎng)，需要熟練的試驗(yàn)人員，對(duì)環(huán)境條件的要求較高，整套設(shè)備體積龐大，只適用于在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行檢測(cè)。油樣從現(xiàn)場(chǎng)采集后運(yùn)送到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行分析，這樣不僅耗時(shí)，而且采用、運(yùn)輸、保存整個(gè)過(guò)程中還會(huì)引起氣體組成成分的變化，更不能做到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。智能互感器按圖2中的流程圖能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)。

圖2

智能互感器是互感器發(fā)展的必然趨勢(shì)，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①提高互感器的利用率；②降低更換零部件與維修費(fèi)用；③有目標(biāo)地進(jìn)行維修，可提高維修水平，是互感器運(yùn)行安全、可靠；④可以系統(tǒng)地反饋質(zhì)量信息，用以提高產(chǎn)品質(zhì)量。