高要供电局高压电气设备绝缘在线监测系统的研究与应用

摘要

目前,我国变电站电气设备的检测工作主要仍是按照《电气设备预防性试验规程》的要求定期进行预防性试验,根据试验的结果来判断设备的运行状况,从而确定其是否可以继续投入运行。长期以来,坚持预防性试验对我国电力系统的安全运行起到了很大的作用,但随着经济的发展,电力系统的大容量化,高电压化和结构复杂化,对电力系统的安全可靠性指标的要求也越来越高。这种传统的预防性试验与诊断方法已不能满足电力飞速发展的要求。近10多年来,在线监测技术发展很快,随着电子技术的进步,传感器技术、计算机技术、信息处理技术的发展和向各领域的渗透,系统的监控技术广泛应用了这些先进的科研成果,使在线监测技术逐步走向实用化阶段。与预防性试验相比,在线监测系统采用高灵敏度的传感器采集运行中设备绝缘劣化的信息,信息量的处理和识别依赖于丰富的软件支持的计算机网络,不仅可以把某些预试项目在线化,而且还引进了一些新的更真实反映设备运行状态的特征量,从而实现对设备运行状态的综合诊断,促进电力设备向状态检修过渡的进程。 本文从工程实际出发,通过研究各种电气设备在线监测的参数测量方法,充分利用了高电压技术、传感器技术、计算机技术、数字信号处理技术、网络通信技术,实现了设备的就地数字化监测,并通过采用分层分布式结构,实现就地监测层、站端控制层和远方监控与数据采集管理层的数据管理。本系统在高要供电局的应用,有如下几点作用： (1)电气设备绝缘在线监测技术能够及时发现和检测出设备内部绝缘状态的变化,对设备绝缘故障及时处理,减少停电事故及保证电网的安全运行有着积极的意义。 (2)针对本局110kV变电站实际,应用这套系统后能延长电气设备运行寿命,使设备维护更加科学,节约大量的设备维修资金。 (3)在线监测系统整体功能强,操作简单、可靠,具有很好的通用性和用户可维护性,必定会大大提高高要供电局管理工作的自动化水平,应用前景十分广阔。同时所得的研究成果对电气设备在线监测技术的发展具有重要的指导作用。

目录

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第一章 绪 论

1.1电力设备维护技术的发展阶段

1.2国外电力设备维修策略的现状

1.3我国高压设备维护的现状

1.4目前国内在线监测的对象及参数

1.5本章小结

第二章高要供电局设备在线监测系统的要求与选型

2.1高要供电局110kV变电站概况

2.2在线监测系统技术要求

2.2.1整套在线监测系统的技术要求

2.2.2就地监测单元的技术要求

2.2.3变电站站端监测主机的技术要求

2.2.4局端诊断系统的技术要求

2.2.5断路器在线监测装置的技术要求

2.3在线监测系统的选型

2.4本章小结

第三章在线监测系统关键设备的在线监测原理

3.1电容型设备在线监测原理

3.1.1介损和电容量测景原理

3.1.2数字波形分析法

3.1.3传统分布式系统监测原理

3.1.4基于传统参考相法在线监测系统的工作原理

3.2断路器状态监测原理

3.2.1监测对象

3.2.2断路器电寿命的标定方法

3.2.3辅助电路监测与分析

3.2.4机械特性监测与分析

3.2.5储能电机参数监测

3.2.6硬件实现

3.2.7软件分析

3.3变压器油中气体的在线监测原理

3.3.1变压器的绝缘结构

3.3.2气体在油中的溶解

3.3.3变压器内部局部放电的特点

3.3.4油中气体在线监测方法及装置的选用

3.4本章小结

第四章高要供电局在线监测系统配置及安装情况

4.1系统在8个110kV变电站的具体配置情况

4.2在线监测系统的安装情况

4.2.1 FMU系列监测单元的电源及通信接线方式

4.2.2 FMU-U系统电压监测单元

4.2.3 FMU-C电容型高压设备监测单元

4.2.4 FMU-M氧化锌避雷器监测单元

4.2.5 FMU-I变压器铁芯接地电流监测单元

4.2.6 FMU-E环境监测单元

4.2.7 FMU-B断路器监测单元

4.2.8 FMU-G变压器油气监测单元

4.3本章小结

第五章高要供电局设备在线监测系统技术性能

5.1在线监测系统结构组成

5.2在线监测系统技术性能特点

5.2.1采用分层分布式系统结构

5.2.2高精度传感器

5.2.3先进的硬件技术

5.2.4测量准确、可靠、稳定

5.2.5介损的测量，既测绝对值又测相对值

5.2.6绝缘参数测量中引入参考相

5.2.7系统安全性强

5.2.8系统网络功能强大、人机界面友好

5.3 FMU系列智能监测单元技术性能

5.3.1 FMU的工作原理

5.3.2 FMU系列的功能及现场监测情况

5.4断路器状态监测系统技术性能

5.4.1电寿命诊断功能

5.4.2机械状态诊断功能

5.5站端中央监控主机(CMU)技术性能

5.6局端诊断系统技术性能

5.7在线监测的诊断策略

5.7.1相对比较法

5.7.2趋势分析法

5.8本章小结

第六章局端诊断系统

6.1局端系统的功能要求

6.2局端系统的结构

6.3局端系统的硬件配置

6.4局端系统的软件配置

6.5局端系统功能介绍

6.5.1一次浏览工具

6.5.2数据查看

6.5.3用户管理

6.5.4设备管理

6.5.5实验记录

6.5.6系统日志

6.5.7系统报警

6.5.8通讯统计

6.6本章小结

第七章运行情况分析

7.1在线监测数据准确性、稳定性分析

7.2在线监测的影响因素

7.2.1 PT角差

7.2.2运行环境对监测结果的影响

7.3现有在线监测系统存在的问题

7.4本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢