电气设备在线监测技术
浅析电力系统电气设备在线监测技术
浅析电力系统电气设备在线监测技术摘要：随着我国经济的发展，电力事业也在不断发展，我国目前对电气设备的监测与维修也得到了发展。
目前全国各行各业的发展，使用电负荷一度攀升，而且没有下降的趋势，但是我国电力发展相对比较落后，使得电力发展出现季节性或结构性短缺的现象。
为了使全国不断增加的用电需求得到满足，就必须及时检修出电力系统的缺陷，跟随时代发展的脚步，对电力系统进行合理的调整和修缮，避免损失的发生，保证系统正常安全地运行。
关键词：电力系统；电气设备；在线监测一、电气设备在线监测的基本概念电气设施在线监测技术是在电气设施运行过程中，利用对一般绝缘特性数据介质损耗因数予以测量，在此基础上找出电气设施的运行有无存在异常。
而介质损耗因数对高压电气设施具有一定的影响，但是其可以反映运行过程中设施的问题，同时具有操作便捷的特点。
介质损耗因数理论分为基本的几类：①硬件直接测量相位角，其利用为过零相位对比公式；②软件对检测信号调节后，对测量信号予以参数处理，其依附于谐波分析法。
前者的基本原理为，获取电流与电压信号予以过零整形，在此基础上使其变为过零反转的方波电流及电压，通过或门电路对电流电压过零耗时差异波宽度予以对比，同时计算方波宽参数，在此基础上按照电流电压信号参数得出介质损耗因数。
而后者的基本原理为，电流互感器测检装置末端收集电流信号，收集电压信号后利用滤波以及程控予以放大处理，在此基础上利用同步采样方法进而得出离散参数信号，通过计算机对其予以变换后的基波傅里叶数据计算，最后得出基波相位比率直至计算出介质损耗因数。
二、电力系统电气设备在线监测技术发展现状2.1传统电气设备检修中的缺点采用传统的电气设备检修方法虽然可以防止部分故障的出现，但是，无法使得电气设备达到最佳的状态，导致电气设备停止运行，所以，这就对电力系统的稳定运行造成了非常大的影响，并且也没有办法有效的确保试验的准确性。
由于进行检测的时间通常情况下都是固定的，因此，发生电气设备故障时候有可能是在非检测实践，而这个时候如果出现故障就会致使资源产生极大的浪费，并且也会使得电气设备遭到一定的损伤。
电气设备在线监测技术PPT课件
数据准确性
数据处理算法应准确提取 有用信息，降低误报和漏 报率。
数据可视化
将监测数据以直观的方式 呈现，便于用户快速了解 设备状态。
监测精度与稳定性
精度要求
在线监测技术应具备高精度测量 能力，以准确反映设备运行状态。
稳定性保障
确保监测系统在各种工况下稳定运 行，降低故障率。
抗干扰能力
提高系统抗电磁干扰等外部因素影 响的能力。
系统构成
该在线监测系统包括传感器、数据采集模块、分 析软件等部分组成。
实施效果
通过实时监测和预警，有效降低了设备故障率， 提高了运行效率，减少了维护成本。
某轨道交通的电气监测解决方案
背景介绍
某轨道交通为了确保列车安全运行，需要实时监测电气设备的状 态。
系统特点
该电气监测解决方案具有高精度、实时性强、稳定性高等特点。
在线监测技术的重要性
01
02
03
04
提高设备可靠性
实时监测设备的运行状态，及 时发现潜在故障，避免设备损
坏和意外停机。
延长设备使用寿命
通过监测和分析设备的性能变 化，可以预测设备的寿命，合
理安排维修计划。
优化维护成本
减少不必要的维修和更换，降 低维护成本，提高设备的经济
效益。
提高生产效率
保证设备的稳定运行，提高生 产效率，为企业创造更多价值
电气设备在线监测技术 ppt课件
• 引言 • 电气设备在线监测技术概述 • 电气设备在线监测技术的应用场景 • 电气设备在线监测技术面临的挑战与
解决方案 • 电气设备在线监测技术的发展趋势 • 案例分析
01
引言
目的和背景
目的
介绍电气设备在线监测技术的概念、原理、应用和发展趋势。
电气设备在线监测技术的研究与发展
电气设备在线监测技术的研究与发展电气设备在线监测技术是指利用现代信息技术手段，实现对电力系统中电气设备运行状态的实时监测、故障预警和智能维护的一种技术。
随着电力系统的发展和电气设备的增多，传统的离线巡检和定期检修已经无法满足实时监测和维护的需求，而电气设备在线监测技术则能够实现设备状态的实时监测，提高设备可靠性和运行效率，减少故障停电时间，降低运维成本，具有重要的现实意义。
本文将从电气设备在线监测技术的研究背景、关键技术和应用前景等方面进行探讨。
一、研究背景近年来，我国电力需求不断增长，电力系统规模不断扩大，电气设备的数量和容量呈现快速增长的趋势。
这给电力系统的安全稳定运行和设备的可靠性和寿命提出了更高的要求。
电力系统中的电气设备在运行过程中常常会出现故障和损耗，给系统的可靠性和经济性带来不利影响。
传统的离线巡检和定期检修方式难以满足快速发展的电力系统对设备在线监测的需求，因此需要开展电气设备在线监测技术的研究与发展。
二、关键技术（一）传感器技术电气设备在线监测技术的核心是实时获取设备运行状态和运行环境数据，而传感器技术是实现数据获取的关键。
传感器可将设备运行状态转换为电信号并进行采样和处理，将处理后的信号传输至监测终端进行数据分析和预处理。
目前，常用的电气设备运行状态监测参数包括温度、湿度、电流、电压、压力、振动等。
（二）数据分析和处理技术电气设备在线监测技术需要对海量的监测数据进行实时分析和处理，以提取有用的信息并进行故障预警和智能维护。
数据分析和处理技术可以分为两个方面，一是对电气设备运行状态数据进行实时监测和故障诊断，例如采用机器学习、人工智能等技术进行大数据分析；二是对监测数据进行存储和管理，以便后期的数据分析和应用。
（三）通信技术电气设备在线监测技术需要将监测数据传输至监测终端进行实时分析和处理，因此需要进行数据通信。
目前，常用的通信技术包括有线通信技术和无线通信技术。
有线通信技术可以保证数据的稳定传输和安全性，但是需要进行布线，并受到距离的限制；无线通信技术可以灵活布置，但信号受到干扰的可能性较大。
电气工程中电力设备的在线监测
电气工程中电力设备的在线监测在当今社会，电力作为一种不可或缺的能源，支撑着各行各业的运转和人们的日常生活。
而电力设备作为电力系统的核心组成部分，其稳定运行对于保障电力供应的可靠性和安全性至关重要。
为了确保电力设备的正常运行，减少故障发生的概率，提高电力系统的整体性能，电力设备的在线监测技术应运而生。
电力设备在线监测，简单来说，就是通过各种先进的技术手段，对电力设备的运行状态进行实时、连续的监测和分析。
它能够及时发现设备潜在的故障隐患，为设备的维护和检修提供科学依据，从而有效地避免设备突发故障造成的停电事故和经济损失。
在线监测技术涵盖了多种电力设备，包括变压器、断路器、避雷器、电缆等。
以变压器为例，其作为电力系统中重要的变电设备，承担着电压变换和电能传输的关键任务。
通过在线监测，可以实时获取变压器的油温、油中溶解气体含量、局部放电量等关键参数，从而对变压器的绝缘状况、铁芯是否存在过热等问题进行准确判断。
对于断路器，在线监测能够监测其机械特性、开断电流等参数，有助于提前发现断路器的操作机构故障和触头磨损等问题。
实现电力设备在线监测的技术手段多种多样。
传感器技术是其中的关键之一，各种类型的传感器，如温度传感器、压力传感器、电流传感器、电压传感器等，被广泛应用于电力设备的监测中。
这些传感器能够将设备的物理量转化为电信号，为后续的分析处理提供数据基础。
数据采集与传输技术也是在线监测系统的重要组成部分。
采集到的传感器信号需要经过可靠的传输通道，及时准确地送达监测中心。
常见的数据传输方式包括有线传输和无线传输。
有线传输具有稳定性高、传输速度快的优点，但在一些布线困难的场合则受到限制。
无线传输则具有灵活性强、安装方便的特点，但可能会受到信号干扰和传输距离的影响。
在数据处理和分析方面，利用先进的算法和软件工具对采集到的数据进行深入挖掘和分析，是在线监测技术的核心环节。
通过对历史数据的对比分析、趋势预测以及模式识别等方法，可以准确判断设备的运行状态，并预测可能出现的故障。
电气设备的在线监测技术研究
电气设备的在线监测技术研究在当今高度依赖电力的社会中，电气设备的稳定运行至关重要。
为了确保电气设备的可靠性和安全性，减少故障停机时间，提高生产效率，电气设备的在线监测技术应运而生。
这一技术如同为电气设备配备了一位实时的“健康卫士”，能够及时发现潜在的问题，为设备的正常运行保驾护航。
电气设备在线监测技术的基本原理，是通过各种传感器和检测手段，实时获取设备运行过程中的各种参数和状态信息，然后对这些数据进行分析和处理，以判断设备是否处于正常状态。
这些参数和状态信息包括但不限于电压、电流、功率、温度、湿度、局部放电等。
其中，温度监测是一项非常重要的指标。
过高的温度往往是设备故障的前兆。
例如，变压器的绕组温度如果持续升高，可能意味着其内部存在短路或过载等问题。
通过在关键部位安装温度传感器，如热电偶或红外传感器，可以实时监测温度的变化情况。
湿度监测对于在潮湿环境中运行的电气设备也具有重要意义。
湿度过高可能导致设备的绝缘性能下降，从而增加漏电和短路的风险。
而局部放电监测则能够发现设备内部的绝缘缺陷。
局部放电虽然在初期可能不会对设备的运行产生明显影响，但如果不及时处理，会逐渐发展成为严重的故障。
在实际应用中，电气设备在线监测技术面临着一些挑战。
首先是传感器的精度和可靠性。
传感器需要能够准确地获取各种参数，并且在恶劣的工作环境中保持稳定的性能。
其次是数据传输和处理的问题。
大量的监测数据需要快速、准确地传输到监测中心，并进行有效的分析和处理。
这对数据传输网络和分析软件提出了很高的要求。
另外，干扰信号的排除也是一个难题。
在实际的工作环境中，存在着各种各样的电磁干扰，这些干扰可能会影响监测数据的准确性。
因此，需要采用有效的信号处理技术来去除干扰，提取有用的信息。
为了应对这些挑战，科研人员和工程技术人员不断进行创新和改进。
在传感器方面，研发出了具有更高精度和稳定性的新型传感器，并且采用了智能化的校准和补偿技术，以提高传感器的性能。
电气设备在线监测与故障诊断技术综述
电气设备在线监测与故障诊断技术综述周远超摘㊀要:随着经济的发展ꎬ国内电量需求日益加大ꎬ电网超负荷运转ꎬ再加上电网设备自身存在一些故障ꎬ导致国内电网大面积停电的事故时有发生ꎮ文章在阐述电气设备状态监测及诊断相关概念的基础上ꎬ分析电气设备状态监测与故障诊断系统的组成及相应功能ꎬ总结并提出了目前常用的在线监测与故障诊断技术存在的问题及解决办法ꎮ关键词:电气设备ꎻ在线监测ꎻ故障诊断一㊁电气设备在线监测与故障诊断的定义与实现(一)电气设备在线监测与故障诊断的定义１.在线监测在线监测是在电气设备正常运行的前提下ꎬ利用传感技术㊁计算机技术和光电技术对电气设备状态进行连续㊁自动的监测方法ꎮ为防止产品质量问题对电气设备运行可靠性造成不利影响ꎬ采用在线监测技术ꎬ对电气设备的运行状态进行实时监测ꎬ及时发现隐患ꎮ２.故障诊断故障诊断主要是对电气设备的在线实时监测数据进行比较分析ꎬ给出设备的故障点㊁故障类型和故障发展趋势ꎬ提出有效的维修策略ꎬ以保证设备安全稳定运行ꎬ减少电气设备故障造成的不利影响ꎮ(二)电气设备在线监测与故障诊断的实现一般来说ꎬ电气设备的在线监测和故障诊断过程可分为运行信号检测㊁信号特征提取㊁运行状态识别和故障诊断结果ꎮ运行信号检测:根据对电气设备的监测和监测目的ꎬ选择相应的不同传感器ꎬ对电气设备的运行信号进行监测ꎬ将模拟信号同声传译为数字信号ꎮ信号特征提取:保留或增加信号中有用的部分ꎬ提取一些与电气设备故障有关的信号ꎬ便于后续故障诊断ꎮ二㊁制约电气设备状态在线监测与故障诊断技术的问题根据以往的经验ꎬ从停电后电气设备的诊断和维护过渡到电气设备的诊断和评估ꎬ确定电气设备的剩余寿命ꎬ并提供维修计划ꎬ是一项重大的技术变革ꎮ它需要大量的技术支持ꎮ根据我国国情ꎬ引进先进技术ꎬ开展长期的实践工作和经验ꎬ总结了防治的技术流程ꎮ电气设备的在线监测与故障诊断技术是实现无停电检修的基本和必要条件ꎮ因此ꎬ要发展电气设备在线监测与故障诊断技术ꎬ必须解决运行中存在的问题ꎮ(一)在线监测设备稳定性在线监测设备的稳定性是电气设备在线监测与故障诊断技术广泛应用的基础和必要条件ꎮ电气设备监测元件老化㊁电气设备状态在线监测和故障诊断设备中使用的元器件种类繁多ꎬ而电子元器件在恶劣的环境条件下ꎬ经受住电网电压㊁短路等正常故障的考验ꎬ很容易损坏ꎮ对于温度变化范围大㊁工作环境恶劣的电器元件ꎬ也要求其工作温度和稳定性要求较高ꎮ但是ꎬ如果后台工控机的质量不能得到保证ꎬ很容易受到负载的冲击ꎬ导致主板㊁控制器等元器件损坏ꎬ导致频繁的死机ꎮ监测电气设备的电磁兼容性和防止电磁干扰一直是阻碍电气设备在线监测与故障诊断技术发展的重要原因ꎮ制造商一直在不断地研究和探索这个问题ꎮ从现有技术来看ꎬ在线监测主要是软硬件结合ꎬ软件是电气设备在线监测的主导因素ꎬ但在强电磁场干扰下ꎬ监测信号的提取非常困难ꎮ虽然已经取得了一流的进展ꎬ但在实际运行过程中ꎬ不同变电站的干扰是不同的ꎬ需要具体分析才能得到在线监测结果ꎮ因此ꎬ有必要在积累大量经验的基础上ꎬ根据不同的工作环境定制相应的设备标准ꎮ电气设备的现场维护监测ꎬ由于电气设备的在线监测设备长期工作在复杂的环境中ꎬ受多种因素的影响ꎮ电子元器件的老化速度和灵敏度下降很快ꎬ导致采集的数据存在一定的误差ꎬ需要定期更换和维修ꎮ这就要求生产厂家对电气设备进行在线监测ꎬ给出准确的设备维护和更换时间ꎮ电力监控不仅可以对这些设备进行归档ꎬ建立信息ꎬ以便及时更换和维护以及相应的维修队伍ꎬ并增设专职岗位负责ꎮ(二)实行电气设备状态在线监测与故障诊断系统标准化电气设备在线监测与故障诊断技术尚处于起步阶段ꎮ相关软件和技术还不成熟ꎬ软件有待开发和完善ꎮ而且ꎬ互相交流是不现实的ꎮ电气设备在线监测与故障诊断技术的标准化在短期内是不可能建立的ꎮ为了发展电气设备在线监测和故障诊断技术ꎬ必须建立标准的产品模型和信息管理系统ꎬ采用标准的现场总线技术和数据管理系统ꎬ相互借鉴ꎬ统一标准ꎬ使设备的任何一部分都可以由不同的厂家更换ꎬ不同厂家的不同产品具有一定的可开发性㊁互换性和可扩展性ꎬ减少维修的制约性和依赖性ꎬ降低维修成本和人员ꎬ以便用户及时维修和维护电气监控设备ꎮ(三)电气设备剩余寿命的精确预测电气设备在线监测与故障诊断技术的最大优点是根据大量的数据和实证分析来判断电气设备在正常情况下的使用寿命ꎮ在电气设备正常运行的情况下ꎬ故障主要分为初次安装调试一年左右暴露的故障ꎬ在稳定期为５~１０年期间ꎬ定期检查主要是为了延长电气监控设备的使用寿命ꎻ在劣化期从１０年开始到２０年ꎬ根据实际情况逐步增加定期检查的频率ꎬ根据大量监测数据判断电气设备的剩余寿命ꎻ主要采用２０年以上的风险期ꎬ要持续监测ꎬ准确预测剩余寿命ꎬ制订更换和维护计划ꎮ三㊁结束语随着电力设备状态检修策略的全面推广和智能电网的加速发展ꎬ状态监测与故障诊断技术将得到广泛应用ꎮ电气设备状态监测系统和诊断结果的准确性将直接影响状态检修策略的有效实施ꎮ因此ꎬ电力系统状态监测应与前沿技术成果紧密结合ꎬ创新开发智能化㊁系统化的信息诊断专家应用系统ꎬ提高电气设备运行的可靠性ꎬ优化设备状态检修策略ꎮ参考文献:[１]钟连宏ꎬ梁异先.智能变电站技术应用[Ｍ].北京:北京出版社ꎬ２０１９.[２]王波ꎬ陆承宇.数字化变电站继电保护的ＧＯＯＳＥ网络方案[Ｊ].电力系统自动化ꎬ２０１９(３７).作者简介:周远超ꎬ男ꎬ山东省青岛市ꎬ研究方向:电气方向ꎮ２２２。
电气设备的在线监测技术研究
电气设备的在线监测技术研究在当今高度工业化和信息化的时代，电气设备的稳定运行对于各个领域的生产和生活至关重要。
从电力系统中的大型变压器、开关柜，到工业生产中的电动机、变频器，电气设备的可靠性直接影响着整个系统的性能和安全。
为了确保电气设备的正常运行，减少故障停机时间，提高设备的利用率和寿命，电气设备的在线监测技术应运而生。
电气设备在线监测技术是指利用各种传感器、数据采集设备和分析软件，实时获取电气设备的运行状态信息，并对这些信息进行分析和处理，以判断设备是否存在故障隐患或异常情况。
与传统的定期检修方式相比，在线监测技术具有实时性、连续性、准确性和预防性等优点，可以及时发现设备的早期故障，为设备的维护和管理提供科学依据。
一、在线监测技术的基本原理电气设备在线监测技术的基本原理是基于各种物理量的测量和分析。
例如，通过测量电气设备的电流、电压、功率因数、温度、湿度等参数，可以了解设备的运行工况；通过检测设备的局部放电、绝缘电阻、泄漏电流等信号，可以评估设备的绝缘性能；通过监测设备的振动、噪声等信号，可以判断设备的机械部件是否正常。
传感器是在线监测系统的关键部件之一，其性能直接影响着监测数据的准确性和可靠性。
目前常用的传感器包括电流互感器、电压互感器、温度传感器、湿度传感器、局部放电传感器、振动传感器等。
这些传感器将测量到的物理量转换为电信号，然后通过数据采集设备进行采集和处理。
数据采集设备通常包括数据采集卡、前置放大器、滤波器等，其作用是将传感器输出的电信号进行调理、放大、滤波和数字化，以便后续的分析和处理。
数据采集设备的采样频率、分辨率和精度等参数对于监测数据的质量具有重要影响。
二、在线监测技术的关键技术1、信号处理与分析技术在线监测系统采集到的信号往往包含大量的噪声和干扰，因此需要采用有效的信号处理和分析技术来提取有用的信息。
常用的信号处理方法包括滤波、降噪、时频分析、特征提取等。
例如，通过小波变换可以对非平稳信号进行时频分析，有效地提取局部放电信号的特征；通过主成分分析可以对多变量数据进行降维处理，提取主要的特征信息。
电气设备绝缘在线监测技术研究
电气设备绝缘在线监测技术研究电气设备的正常运转对于整个生产过程来说至关重要，而绝缘状况也是保证电气设备运转的关键。
然而在运转过程中，由于电压、潮湿度、温度等因素的影响，绝缘状态经常会发生变化，如果发生绝缘击穿等失灵，将会造成巨大的经济损失和安全风险。
因此，开展电气设备绝缘在线监测技术研究至关重要。
电气设备绝缘在线监测技术是指电气设备在长期运行过程中，通过在线监测系统对设备的绝缘状态进行实时监测和分析，及时、准确地发现设备绝缘状态的变化，从而采取必要的维护和保护措施，以确保设备的安全、稳定、高效运行。
目前常用的电气设备绝缘在线监测技术包括以下几种：1. 电容法监测技术电容法监测技术是通过电容传感器或高频电压发生器，测量电器设备的绝缘电容来监测设备的绝缘状况。
该技术具有测量精度高、适用范围广、检测速度快等优点，但电缆阻抗和直流分量等因素的影响较大，响应速度也较慢。
2. 微波法监测技术微波法监测技术是利用微波信号对电气设备的绝缘状态进行监测的技术，其基本原理是将微波信号通过设备的绝缘介质，当微波在介质内传播时，当介质的绝缘性能降低或失效时，微波信号的反射系数会发生变化。
该技术具有检测精度高、响应时间快、适用范围广等优点，但需要专门的设备和掌握一定的专业知识，并且检测信号易被干扰。
3. 同步检测技术同步检测技术是对交流电器设备进行绝缘在线监测的一种技术，其基本原理是通过设备上的电流互感器和电压互感器，获得设备的电流和电压信号，通过数学分析，确定设备的绝缘状况。
该技术具有有效地检测高压变电站运行设备的绝缘状况，简单易行等优点，但需要高精度的同步采样设备和计算机分析工具，且对于设备的外部干扰影响大。
综上所述，电气设备绝缘在线监测技术对于电气设备的长期安全、稳定、高效运行具有重要意义。
随着互联网和物联网技术的飞速发展，使得在线监测不仅可以发现设备的故障，还可以预测设备的故障，从而实现设备的“无故障”运行和预防性维护。
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一、概述
停电试验
优点 试验结果分析 积累了大量经验
停电试验
缺点
停电困难 设备状态：停电≠运行 不能连续随时监测（维修不足）
过度维修
电气设备在线监测技术
一、概述
运行中巡检 • 属于状态检修试验范畴
优点： • 简便易行 • 能够发现部分缺陷 缺点： • 内部缺陷不易发现 要求 • 认真、仔细 • 记录完整
• 具备CAN2.0现场总线接口
电气设备在线监测技术
二、在线监测系统结构
现场总线
概念 • 指现场仪表和数字控制系统输入输出之间的全数字化、双向、多 站点的通讯系统 • 只需使用一根普通的双绞屏蔽电缆就可挂载多个监测单元 优点 • 电缆的用量少，连线设计及接头校对等工作简单 • 个别监测单元发生故障或退出运行不会影响其它单元工作 • 各个监测单元的独立接地，解决了抗干扰、抗冲击等方面的问题 • 直接传输数字信号，抗干扰能力强
自动反馈的零磁通补偿技术
Ix
• 选用导磁率较高、损耗较小坡莫 合金作铁芯
• 采用深度负反馈补偿技术自动跟 踪补偿，保持铁芯工作在接近理想 的零磁通状态
关键
•求取两个工频基波电流信号的相 位差 电气设备在线监测技术
三、电容型设备
“虚拟基准”
电源总线
U
PT
RF
Un In
Rs Is Rs Is
LC1
超高频局放
电气设备在线监测技术
三、变压器设备
超高频局放
状 态 良 好
电气设备在线监测技术
三、变压器设备
超高频局放
电气设备在线监测技术
三、变压器设备
色谱
导电回路方面 分接开关接触不良 低压线圈股间漏磁不均在 焊接头处造成电势差及涡流
股间短路 引线接头焊接或接触不良
….
过热故障原因
磁路方面
铁芯短路
铁芯多点接地 漏磁或主磁通在某些部件上
引起涡流发热 ….
电气设备在线监测技术
三、变压器设备
色谱
电气设备在线监测技术
三、变压器设备
色谱
监测原理 •通过油路管道，并在油泵的控制下，从变压器中获取特定油速 和流量的油样 •通过萃取装置，使用聚四氟乙烯薄膜、中空纤维束等高分子膜 从油中脱出气体 •脱出的混合气体由载气推动通过色谱柱，各组分气体由于运动 速度不同而被分离 •用热导池或半导体气敏传感器来测定气体的成分和浓度 •使用标准气体定期对检测装置进行标定和调整，以保证检测的 可靠性
分 布 的 现
场
总
二、在线监测系统结构
分层分布的现场总线结构
中心层
• 由局端综合系统构成
• 采用10M/100M以太网通讯方式与间隔层连接
间隔层
• 由各类专用监测子系统和现场主机构成
• 通过相互独立的CAN2.0B现场总线与其自身 所配备的就地监测单元连接
过程层
•由各类专用监测子系统中的就地监测单元 构成
电气设备在线监测技术
二、在线监测系统结构
数据管理及预警系统
• 通过局域网等通讯方式，数据管理系统可定时获得各个变电站的 监测数据，装载到数据库 • 数据管理系统对监测数据进行分析判断，筛选出参数异常的电气 设备 •自动生成包括参数变化趋势图在内的监测报告
数据诊断系统 • 分布式测量结构，监测单元可同时测量，可方便地排除外部影响 • 将结构相同的电气设备通过纵向或横向的比较，可确定被测电气 设备绝缘状况的真实变化 • 通过相对比较判断法，关注个别设备监测数据发生的相对变化， 消除外部因素的影响
CT
CT
Un Us A/D
LC2
CT
CT
Us Ux A/D
Cx
Ix
FFT Ph(n-s)
通讯总线
FFT Ph(x-s)
Ph=Ph(x-s) - Ph(n-s)
SC
Tanδ=Tan(π/2-Ph)
电气设备在线监测技术
三、电容型设备
介损测量效果
电气设备在线监测技术
三、电容型设备
电容量测量效果
电容量监测数据较为稳定，与系统电压波动无关，仅略受环 境变化（气温）的影响，且三相的影响程度基本一致
三、变压器设备
超高频局放
测试原理
•局放源相当于无线电发射装置
•接收局放源的电磁信号可实现对局放的检 测
•在超高频段（UHF：300～3000MHz ）内 接收电磁信号，可避开大多数干扰
•金属壳会屏蔽电磁信号
•内置接收单元，或由非金属材料构成的外 壳或缝隙处接收信号
电气设备在线监测技术
三、变压器设备
在线监测
运行设备
传感器
后台
电气设备在线监测技术
一、概述
在线监测VS带电测试
资金投入 灵活性 检测及时性 诊断能力 抗干扰能力
带电测试
小 强 弱 弱 弱
在线监测
大 弱 强 较强 强
电气设备在线监测技术
一、概述
在线监测AND状态检修
检修决策
风险评估 设备状态评价
为状态评价提供必要的参数 状态检修的重要辅助手段
电气设备在线监测技术
一、概述
带电测试
• 变压器绝缘油色谱分析 • 电容型设备介损及电容量 • 铁芯接地电流 • 超高频局放 • 超声局放 • 避雷器带电测试 • 红外热成像 • 紫外成像 •…
人
电气设备在线监测技术
运行设备
带电测试 检测仪器
一、概述
在线监测
• 设备状况连续监测 • 设备状况定时监测 • 自动进行
电气设备在线监测技术
电气设备在线监测技术
一、概述
电气设备故障
电气设备在线监测技术
一、概述
电气设备故障原因及危害
运行中电气 设备
电 热 机械 环境
性能 劣化
设备故障
经济损失 社会影响
电网事故
... 电气设备在线监测技术
一、概述
设备状态的检测手段 • 停电试验 • 运行中巡检 • 带电测试 • 在线监测
电气设备在线监测技术
三、电容型设备
监测效果
考虑到提供基准电压信号CVT存在固有的角差，会造成在线监测结果与 离线测试间结果差异，主变套管的在线监测结果是比较准确的
电气设备在线监测技术
三、变压器设备
能够开展的项目
• 超高频局放 • 色谱 • 铁芯接地电流 • 绕组温度在线监测
电气设备在线监测技术
在线监测
安全、可靠性、环境、成本
电气设备在线监测技术
二、在线监测系统结构
早期结构
集中式测量结构
• 被测信号汇集到主控室，由系统主机逐一进行检测
存在的问题
• 模拟信号长距离传输的干扰
• 地电位冲击
电气设备在线监测技术
二、在线监测系统结构
基于IEC61850的结构
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ电气设备在线监测技术
分
层
线 结 构
电气设备在线监测技术
三、电容型设备
能够开展的项目
小贴示 • 通过测量介质损耗tgδ及电容 量，可较为灵敏地发现电容型设 备的绝缘缺陷
电气设备在线监测技术
三、电容型设备
测量方法
PT
RF
Un In
Un Ux
CT
CT
A/D
FFT
Ph(x-n)
Tanδ=Tan(π/2-Ph)
无源电流传感器
U •检测精度难以满足介质损耗测量 Cx 的要求