气体绝缘变压器局部放电超高频在线监测系统
利用超高频传感器(UHF)在线实时监测站内变压器的局部放电

变压器是变电站重要设备之一,其绝缘状态一直是运行维护人员的重要检测对象,局部放电是直接反应变压器绝缘故障典型参数,而针对变压器局放的监测方法很多,如超声法,脉冲电流法,色谱分析(DGA)超高频法(UHF)等,目前使用最多的是脉冲电流法,也是根据IEC-60270相关标准规定实施,能实现对放电量的大小进行标定。
目前出厂试验及投运前对变压器的放电量监测也主要是根据此方法进行测量。
但是现场由于电晕及其他放电干扰很多,很难将其滤除,导致系统误判率较高。
超声波法是目前应用最广泛的变压器局部放电在线检测方法,且能够进行放电源的定位。
但由于变压器复杂的内部结构和变压器的外壳对局部放电超声波信号的严重衰减,使得超声波检测的灵敏度很低,有时无法在现场有效地检测到信号。
UHF法是在此基础发展起来的一种监测方法,特点是监测频带较高(300MHz以上),抗干扰能力较强,缺点是无法对放电源进行有效标定。
UHF测变压器超高频局放是由原来脉冲电流法测局放发展而来一种先进的测试局放方法,由于在较高频带上测量,能有效抑制各种低频干扰,所以是目前发展较快的测试局放的手段。
国电西高研发的GDPD-PTU/OL变压器局放在线监测系统采用速慧(smart quick)智能化电力测试系统(软著登字第1010215号、商标注册号14684781),HVHIPOT公司引进国际先进的高速DSP 数字处理技术及软件处理技术使我们的监测系统采集速度快准确,是电力系统电力变压器局放在线监测最经济可靠的解决方案。
一、关于变压器局部放电方面的研究变压器内部的绝缘在运行中,长期处于工作电压的作用下,特别是随着电压等级的提高,绝缘承受的电场强度值将趋高,在绝缘薄弱处很容易发生局部在对绝缘材料将产生较大的破坏作用。
局部放电可使邻近的绝缘材料受到放电质点的直接轰击造成局部绝缘的损坏,由放电产生的热、臭氧及氧化氮等活性气体的化学作用,使局部绝缘受到腐蚀老化,电导增加最终导致热击穿。
变压器局部放电(特高频法)在线监测装置技术规范_(终稿)

变压器局部放电(特高频法)在线监测装置技术规范1范围本规范规定了变压器局部放电(特高频法)在线监测装置的术语、技术要求、试验项目及要求、检验规则、标志、包装、运输、贮存要求等。
本规范适用于变压器局部放电(特高频法)在线监测装置。
2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。
GB/T 191 包装储运图示标志GB/T 7261 继电保护和安全自动装置基本试验方法GB/T 6379.1 测量方法与结果的准确度(正确度与精密度)第1部分:总则与定义GB/T 11287 电气继电器量度继电器和保护装置的振动、冲击、碰撞和地震试验GB 2423 电工电子产品环境试验第2部分:试验方法GB 4208 外壳防护等级(IP代码)GB/T 17626 电磁兼容试验和测量技术DL/T 860 变电站通信网络和系统GB7354 局部放电测量GB/T16927 高电压试验技术3术语和定义下列术语和定义适用于本规范。
3.1特高频法(ultra high frequency(UHF))指采用特定的传感器检测局部放电在特高频频段(300~1500MHz)所产生电磁波信号的方法。
3.2最小可测放电量在检定环境下针对特定典型的局部放电类型所能检出的最小放电量q min(pC)。
为了得到明确的测量结果,q min的测量幅值至少应为背景幅值的2倍。
4技术要求4.1通用技术要求在线监测装置的通信功能、绝缘性能、电磁兼容性能、环境性能、机械性能要求、外壳防护性能、连续通电性能、可靠性及外观和结构等通用技术要求如下。
4.1.1一致性功能应采用标准可靠的现场工业控制总线或以太网络总线,采用统一的通信协议和数据格式,应具备时间同步功能。
上传数据应遵循DL/T 860通信协议。
在线监测装置传输的数据内容和方式,以及进行数据建模时应遵循的原则见附录A。
GIS特高频局部放电在线监测系统-最新文档

GIS特高频局部放电在线监测系统GIS是气体绝缘全封闭组合电器的英文缩写,为近几十年发展起来的高、精、尖输变电设备,利用SF6气体良好的绝缘性能,把母线、断路器、接地开关、隔离开关、进出线套管、避雷器、CT、PT、电缆终端等封闭地组装在一起,该设备占地面积小,技术先进,维护工作量小,运行可靠性高,将是未来变电设备的发展方向。
GIS故障少,但一旦发生故障后果非常严重,其检修时间长且繁杂,稍有不慎容易导致检修质量问题。
因此,对GIS设备状态进行监测及检修很有相当重要和迫切的需求。
局部放电特高频检测技术是一种检测并诊断GIS状态的重要手段,其可以发现GIS内部的多种绝缘缺陷,具有检测灵敏高和抗干扰能力强等特点,非常适用在变电站和发电厂现场条件下对GIS进行监测。
1 系统功能1)数据显示功能:直接显示传感器接受到的局部放电活动,显示局部放电谱图,具有存储、输出及打印功能。
2)数据分析及诊断系统:利用诊断软件对各种缺陷进行分析,找到故障现象的直接原因,判断出不同的局部放电类型,如:母线毛刺、壳体毛刺、内部空穴、内部电晕、自由微粒、电极等。
3)保护功能:系统具有过压、过流、过热及掉电保护功能。
4)数据统计、存储与输出功能:具备数据统计、存储功能,根据保存的数据可以追溯回放历史测试数据或图谱,并可通过相关格式文件输出形成测试报告。
5)告警功能:可采用趋势报警、关联报警和阈值报警等多种报警模式,也可可设置多个报警级别。
6)外同步触发功能:系统具有触发接口,以适应外部电源电压、PT信号及BNC口,或提供专用转接端子适应以上不同触发源,以达到能够测量不同电压频率下的局放活动,并给出统计谱图。
7)设置参数功能:在软件中提供了设置参数的页面,在该页面中可以设置硬件参数和设置局部放电信号阈值等。
2 GIS局部放电在线监测系统组成如图1所示,系统由后现场传感器,前置监测仪,后台监视系统三大部分组成。
2.1 现场传感器特高频传感器主要由天线、特高频放大器、高通滤波器、检波器、耦合器和屏蔽外壳组成。
变压器局部放电超高频在线检测

放 电多发 生在 绝缘 结构 局部 场强 较集 中的部位 , 例如 结构 缝 隙处或 油 中 出现 气泡 时 ,发生 的重 复 击 穿和熄 灭现 象 ,局部 放 电会使 绝缘 逐步 受到 侵
蚀和 损伤 。变 压器 局部 放 电在线 监测 ,一 方面 可 以及 时发 现运 行 中可能 的故 障 隐患 ,另一 方面 又 可避 免事 故发 生后 造成 大面 积 的停 电 ,导致 较 大 的经济 损 失 。因此 ,变 压器 局部放 电在线 监测 已 成为 电力 设备 绝缘 在线 监测 的一 个重 要 内容 随 着超 高频 在线 检测 技术 的完 善 ,该技 术越 来越 多
第 3期
常荣胜:变压器局部放电超高频在 线检 测
17 2
电站 现场 的噪声频 谱通 常低 于 2 0MH ,而 0 z 在特 高 频范 围 内提取 局 部放 电产 生 的 电磁 波信 号 频 率 范围一般 在 3 0 0 0MH ,这样就 可 以排 0  ̄3 0 z
除 限产 噪声 的干扰 ,UHF超 高 频) 测 技 术 的频 ( 检
被 应用 到在 线监 测 中。
1 局部放 电超 高频检测方法 的原理
局 部 放 电是 由绝 缘 介 质 电气 放 电 的特 性 产 生 , 电力 设备 绝缘 结构 中存 在某 些薄 弱部位 ,如
制造 工艺 问题 ,绝 缘油 有机 物质 自身 物理 、化 学 特 性等 ,在 高 压强 电场 的作 用下 发生 变化 ,产 生 局 部放 电 ,这 种情 况一 般不 会 引起绝 缘 的穿透 性
16 2
机 电技 术
21 年 6 02 月
变压 器局部放 电超 高频在线检测
常 荣胜
( 拉 玛 依 职 业 技 术 学 院 ,新 疆 克 拉 玛依 8 3 0 ) 克 3 6 0
气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用

气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用李兴旺;卢启付;吕鸿;王宇;王流火【摘要】分析了各种气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)局部放电检测方法,认为特高频(ultra high fre-quency,UHF)法抗干扰能力较强,检测效率较高,可实现在线监测、故障模式识别及定位.以一起UHF在线监测系统发现的GIS设备缺陷为例,分析并总结运行经验.运行经验表明,时连续性的局部放电信号要重点关注,应监测24 h局部放电的发展情况,必要时利用便携式设备进行复测,排除现场干扰,确定故障位置,进行解体处理.通过安装GIS设备局部放电UHF在线监测系统,可发现GIS设备隐患,有效保证电力系统的安全稳定运行.【期刊名称】《广东电力》【年(卷),期】2012(025)006【总页数】5页(P91-95)【关键词】气体绝缘开关;局部放电;特高频法;在线监测【作者】李兴旺;卢启付;吕鸿;王宇;王流火【作者单位】广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080;广东电网公司电力科学研究院,广东广州510080【正文语种】中文【中图分类】TM595气体绝缘开关(gas insulated switchgear,GIS)设备具有可靠性高、占地面积小、安全性高等优点,在电力系统中被广泛应用。
进行GIS设备局部放电在线监测可及时发现存在的隐患,是保障电网安全运行的重要措施。
国际大电网委员会(International Council on Large Electric Systems,CIGRE)于1998年统计了1967—1992年投入运行的不同电压等级的GIS设备绝缘故障情况,故障率均超过了GIS设备绝缘所要求的0.1次/年的指标[1-2],电压等级升高导致绝缘故障率随之增大。
(完整版)变压器绝缘在线监测系统

变压器局部放电及铁心故障在线监测系统一、研制目的和意义1.研制目的本项目在现有局部放电在线监测技术的基础上,开发一套变压器局部放电及铁心故障在线监测系统,实现对变压器绝缘及铁心接地状况的有效监测和故障诊断,以确保变压器的安全稳定运行。
2.研制意义电力变压器是电力系统中的最为重要的电气设备之一,它的运行状况直接关系到电力系统安全经济运行,变压器发生故障将导致大面积停电,致使国民经济遭到重大损失。
由于变压器内部的局部放电是造成变压器绝缘老化和破坏的主要原因,测量变压器的局部放电可有效监测变压器的绝缘状况。
电力变压器正常运行时,铁芯必须一点可靠接地。
当铁芯或其他金属构件有两点或多点接地时,接地点就会形成闭合回路,造成环流,引起局部过热,导致油分解,绝缘性能下降,严重时,会使铁芯硅钢片烧坏,造成主变重大事故,严重威胁变压器的安全运行。
因此在线监测铁芯接地情况,对于变压器的安全运行具有十分重要的意义。
二、研究目标开发一套变压器局部放电及铁心故障在线监测系统,实现对变压器内部绝缘局部放电和铁芯多点接地故障的监测与诊断。
监测系统给出局放视在放电量、放电频度、放电故障类型放电点位置及铁心接地状况,监测系统灵敏度为200pC,当时视在放电量为500pC时报警;局放定位误差20cm。
三、研究内容及关键技术本项目是在原有变压器局部放电在线监测技术的基础上,进一步优化在线监测系统,提高监测灵敏度、抗干扰性能、局放定位精度及故障智能诊断能力。
其主要研究内容:1、变压器局部放电脉冲电流—超声波在线监测技术;2、局放脉冲电流传感器、超声波传感器及铁心接地电流互感器的选型与研制;3、现场DSP信号预处理技术;4、基于数字滤波、小波分析、混沌控制技术的软件抗干扰技术;5、多路信号超高速、宽频带同步采样系统及光信号传输技术;6、局部放电源点定位技术;7、变压器局部放电视在放电量与放电频度的变化报警阈值的设定;8、大容量数据存储、查询、特征量变化趋势曲线、显示及报警;9、铁芯多点接地故障判定技术;10、基于信息融合技术的变压器故障分析及诊断。
预防气体绝缘开关装置故障的超高频局部放电在线实时监控系统

预防气体绝缘开关装置故障的超高频局部放电在线实时监控系
统
崔在玉;江昌元;朴基俊;安景槁
【期刊名称】《电网技术》
【年(卷),期】2007(31)7
【摘要】超高频局部放电在线实时监控系统可预防气体绝缘金属封闭开关设备(gas insulated switchgear,GIS)发生灾难性故障。
介绍了超高频局部放电实时监视系统的基本结构、局部放电试验情况,并给出了该系统在韩国应用的2个实例,该系统的数据库储存了实验室条件下的各种超高频局部放电数据和现场实际运行中的局部放电信号,安装该监控系统后,非专业人员也可判断GIS的状态。
【总页数】4页(P51-54)
【关键词】气体绝缘金属封闭开关设备;超高频;局部放电;传感器;在线实时监控系统【作者】崔在玉;江昌元;朴基俊;安景槁
【作者单位】韩国PSD株式会社;韩国电力公社;北京新星海泰克电气有限公司【正文语种】中文
【中图分类】TM855
【相关文献】
1.气体绝缘开关设备中局部放电的在线监测技术 [J], 王建生;邱毓昌
2.气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用 [J], 李兴旺;卢启付;吕鸿;
王宇;王流火
3.预防气体绝缘金属封闭开关设备故障的超高频局部放电在线实时监控系统在韩国的应用 [J], 崔在玉;江昌元;朴基俊;具善根;尹真列;安景槁
4.气体绝缘开关装置局部放电传播特性及采用频率元件比较定位系统的可实现性[J], 张丽娜
5.气体绝缘封闭开关设备局部放电超高频检测方法的现场应用 [J], 黄浩锋;梁健锋因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
气体绝缘开关设备局部放电特高频在线监测技术及应用

气 体 绝 缘 开关 设 备局 部 放 电特 高频 在 线 监 测 技 术 及 应 用
李兴 旺,卢启付 , 吕鸿 ,王宇 ,王流火
( 东电网公 司电力科 学研 究院 ,广 东 广州 50 8 ) 广 10 0
摘 要 : 分析 了各 种 气 体 绝 缘 开 关 (a sl e w th e r g si ua ds i ga ,GI ) 部 放 电检 测 方 法 ,认 为 特 高 频 ( l ahg r— n t c S局 ut i fe r h q e c ,UHF 法抗 干扰 能 力 较 强 , 测 效 率 较 高 ,可 实现 在 线 监 测 、故 障模 式 识 别 及 定 位 。 以 一 起 UHF在 线 uny ) 检 监 测 系 统发 现 的 GI 备 缺 陷 为例 , 分析 并 总 结 运 行 经 验 。 运行 经 验 表 明 ,对 连 续 性 的局 部 放 电 信 号 要 重 点 关 S设 注 ,应 监 测 2 部 放 电的 发 展 情 况 , 必要 时 利 用 便 携 式 设 备 进 行 复 测 ,排 除 现 场 干 扰 ,确 定 故 障位 置 ,进 行 4h局
l v d ta l ahg r q e c ( i e h tu t i h f e u n y UHF) me h d i c a a t rz d b t u e i r t n a t— t r e e c n n t rn f i e r t o s h r c e i e y i s p ro i i n ii e f r n e a d mo io i g e f- s y n
( e ti o r Re e r h I s iu e o a g o g P we i r o a i n,Gu n z o Elc rc P we s a c n tt t f Gu n d n o r Gr d Co p r to a g h u,Gu n d n 1 0 0,Ch n ) a g o g5 0 8 i a
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高电压技术 第36卷第7期2010年7月31日High Voltage Engineering ,Vol.36,No.7,J uly 31,2010气体绝缘变压器局部放电超高频在线监测系统张晓星1,王 震1,唐 炬1,刘 蕾2,魏 燕2(1.重庆大学输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室,重庆400030;2.重庆市电力公司城区供电局,重庆400010)摘 要:SF 6气体绝缘变压器(GIT )在城市电网中得到广泛应用,建立GIT 局部放电在线监测系统,对准确掌握设备内部绝缘运行状态和指导检修具有重要意义。
为此根据现场GIT 的结构和运行特点,设计了适用于现场局部放电检测的外置超高频微带贴片天线(MPA )传感器。
采用选择天线基板材料、附加阻抗匹配和多调谐回路等频带展宽技术,设计的天线有效工作频带为340~440M Hz (驻波比<2),相对带宽2516%,最大增益达到5138dB 。
MPA 传感器安装在电缆进线侧、风机管道处、110kV 侧及10kV 侧散热管处的GIT 绝缘子上,构建了GIT 局部放电在线监测系统,开发了基于#C 的监测系统软件。
通过重庆市新民街GIT 变电站运行,运行结果表明,研制的在线检测系统能实现GIT 现场的局部放电信号的长期在线监测,为GIT 的状态检修提供了大量的可靠数据。
关键词:SF 6;气体绝缘变压器;微带贴片天线;局部放电;超高频;在线检测中图分类号:TM835文献标志码:A 文章编号:100326520(2010)0721692206基金资助项目:国家重点基础研究发展计划(973计划)(2009CB724506);国家自然科学基金(50977095)。
Project Supported by National Basic Research Program of China (973Program )(2009CB724506),National Natural Science Founda 2tion of China (50977095).GIT Partial Discharge UHF On 2line Monitoring SystemZHAN G Xiao 2xing 1,WAN G Zhen 1,TAN G J u 1,L IU Lei 2,WEI Yan 2(1.State Key Laboratory of Power Transmission Equip ment &System Security and New Technology ,Chongqing University ,Chongqing 400030,China ;2.Chengqu Bureau of Chongqing Electric Power Company ,Chongqing 400010,China )Abstract :According to the structure and operating characteristic of gas insulated transformer (GIT ),an outer ultra high f requency (U HF )microstrip patch antenna (MPA )sensor was designed suitable for detecting the partial dis 2charge on site.Some effective methods for expanding bandwidth are utilized in the design process ,such as choosing the material ,adding impedance matching and multi -tuning loop.The effective working bandwidth of the antenna is 340~440M Hz ,and the relative bandwidth is 25.6%,at the same time ,the maximal gain reaches 5.38dBi.MPA sensors were installed on the GIT insulators ,which were located in the cable section of incoming line ,fan duct ,cooling pipe of 110kV and 10kV side.Then online monitoring system for GIT was structured and detecting system software based on#C was developed.Through the operation of GIT substation in Xinmin street of Chongqing City ,the results show that the online monitoring system developed can detect U HF GIT PD signal for a long time ,which have provided lots of reliable data for condition 2based maintenance.K ey w ords :SF 6;gas insulated transformer (GIT );microstrip patch antenna (MPA );partial discharge (PD );ultra high f requency (U HF );on 2line monitoring0 引言SF 6气体绝缘变压器(gas insulated t ransform 2er ,GIT )是一种不燃不爆的环保型变压器,它不仅克服了油浸变压器易燃、运行不安全的缺点,还克服了干式变压器容量小的缺点,因此,GIT 在地下变电站和场地狭窄、人口密集、防火要求高的市区等场所的使用日益广泛[1,2]。
目前,国内使用GIT 的城市有:北京、深圳、重庆、广州和香港等地,均已取得了较好的社会和经济效益。
GIT 的结构原则上与油浸式变压器相同,其结构与设计上的特点主要在于绝缘和散热冷却两个方面:GIT 的主绝缘结构,即铁心与线圈、线圈与线圈之间采用纸筒和SF 6气隙(由层压纸板撑条隔开纸板的空道)组成。
GIT 一、二次侧绕组间、绕组对地之间的主绝缘的绝缘强度主要决定于SF 6气体的绝缘强度。
为增强绝缘和散热性能,采用提高SF 6气体压力方式,但也不能因采用过高的压力,而增加箱体的设计制造难度。
一般小型变压器采用011M Pa 的压力,中型变压器采用约0114M Pa 的压力,大型的变压器应选择更高的压力。
由于SF 6气体2961的热传导性能不如油的好,因此中型以上GIT都采用强迫气体循环方式[124]。
GIT内部存在绝缘缺陷情况下,如出现过热、放电等故障时,会产生HF、CF4、SOF2、SO2F2、SOF4、S2F10、SO2及SF4等杂质。
因而,目前普遍采用检测特征气体含量方法对GIT故障进行诊断[1,2,427]。
国内使用的大多数GIT的生产厂家是日本三菱公司。
日本三菱公司虽然对SF6变压器气体分析提出了有关的监督标准,且根据实际的运行情况不断地更新相关的监督标准,但由于GIT的运行情况和故障种类复杂多样,其在运行维护方面仍然存在较多问题,国内也报道过几次GIT故障事故[1]。
重庆市电力公司城区供电局新民街变电站使用了3台日本三菱电机的GU R2VSG2110kV SF6绝缘变压器,容量为3115MVA,SF6气体压力为0114 M Pa。
其中#1主变在2002年气体分析时φ(CF4)大大增长并超标,达到400×10-6,显示内部放电性故障涉及到固体绝缘材料,经返回日本原厂检修,故障为线圈匝间短路,造成了巨大经济损失。
因此有必要寻求GIT在线监测的新方法。
电气设备最通常的电气故障特征是在绝缘完全击穿或闪络前发生局部放电(PD)[8212]。
因此,本文研制了一套GIT超高频(U HF)在线监测系统,在绝缘子上安装了外置超高频微带贴片天线(micro s2 t rip patch antenna,M PA)传感器,基于Microsoft. N ET平台的编程语言#C开发了GIT在线监测系统软件,实现了重庆城区供电局3台GIT的局部放电在线监测和故障诊断,取得了良好的效果。
1 GIT超高频在线监测系统1.1 监测系统组成日本三菱公司提出的监督标准如表1所示。
如图1所示,GIT局部放电在线监测系统由超高频M PA传感器,信号调理单元,数字I/O控制模块,计算机和高速数据采集卡组成。
1.2 超高频微带天线微带天线剖面薄,体积小,质量小,具有平面结构[13218],适于现场安装。
其主要缺点是频带较窄,相对带宽约为1%~6%,不能满足U H F检测的要求。
采用如下技术对M PA进行频带展宽[13218]:①采用相对介电常数εr较小的基板和厚基板,使天线储能变小,辐射功率P r引起的品质因数的Q r和总品质因数Q值降低,使得频带加宽;②采用附加阻抗匹配,天线的馈电探针可视为电抗,可附加串联电容构成串联谐振电路,使它与M PA等效的并联谐振电图1 GIT局部放电UHF在线监测系统Fig.1 GIT PD UHF on2line monitoring system表1 GIT气体分析监督标准T ab.1 Supervision stand ards of GIT gas analysis项 目要 求φ(SF6)/%9720°C时φ(H2O)/10-6<2000φ(CO)/10-6<300φ(CO2)/10-6<3000CF4确认增长趋势w(F-)/10-6<0.1C2F6、SO2、SO F2、SO2F2未检出N2+O2、CH4无标准注:以上项目的检测周期为2a或必要时。
路谐振频率相同,串并联谐振回路在谐振频率附近的电抗趋于抵消,从而展宽了频带。
③修改等效电路为多调谐回路,如采用双层结构,其上下两层贴片形成两个谐振回路,两频率适当接近时便形成频带展宽的双峰谐振回路。
图2中曲线1是采用Ansoft HFSS仿真的电压驻波比,曲线2是利用H P8720D标准网络分析仪实测的微带天线的电压驻波比。
由图2可知,仿真和实测较为符合,天线的中心频率为390M Hz,驻波比<2的带宽为340~440M Hz,相对带宽为2516%,达到宽频天线范围。