高压电气设备在线检测技术

摘 要：随着我国经济快速发展,各行各业对电能的需求量不断增加,人们越来越重视电能供应的质量及可靠性.电力系统已经过了较长时间的发展,在最初发展期内,由于社会的发展速度及竞争都处于较低的水平,所以当时的电力供应系统已完全能够满足当时的需求.但随着现代化水平的不断提高,人们对电力系统运行的稳定有了更高的需求,所以也使一些现代化的检测技术应运而生.文章对高压电气设备在线检测技术进行了概述,同时对在线检测技术研究的发展概况、基本原理进行了分析,并进一步对影响tanδ在线测量精确度与稳定性的主要因素进行了具体的阐述.

关 键 词：高压电气设备；在线检测；tanδ；绝缘

前言

随着社会的快速发展,传统的电力系统供应方式已越来越无法满足当前人们的需要.目前所出现的断电、跳闸等事故多数都源于高压电气设备运行的不稳定所导致的,所以保证高压电气设备的稳定运行是十分重要的,高压电气绝缘预防性试验是保证高压电气设备绝缘可靠性的重要方法,但在传统的做法中是采用定期进行试验的方法,不仅需要停电,同时试验的周期也较长,为用户的正常用电造成较大的影响.因此在科技高速发展的今天,对高压电气设备的检测已采用在线检测技术,此技术在应用中不断的发展和完善,受到了业界人士的普遍欢迎.

1高压电气设备在线检测技术概述

电网的快速发展,对电力设备提出了更高的要求,电力设备为了保证运行时的安全,开始向高压和大容量的方向发展,这就需要更为科学合理的绝缘检测技术来保证电力设备的安全运行.在这种情况下,经过人们长时间的研究分析,在线检测技术应运而生,其通过对运行中的高压电气设备进行绝缘检测,可以有效的反映出高压电气设备运行时的绝缘状态,同时检测时不需要进行停电,有效的保证了供电的可靠性,同时在运行状态下也能更好的反映出设备的绝缘状况,同时在线绝缘检测是随时性的行为,不需要对运行中的设备进行改变,所以其更适用于当前电力系统发展的需要,同时在线检测技术也具有非常好的发展前景,对绝缘检测技术的发展起着指导性的作用.通过长期以来对高压电气设备大线检测技术应用和分析表明,其技术的优点较多,大体总结如下：

1.1高压设备运行时即能随时开始检测工作,不需要进行停电,不会对用电客户的正常用电造成影响,保证了供电的连续性和可靠性,不需要改变电气设备运行的状态,所以在检测阶段不需要额外的倒闸操作,有效的保证了其安全,节约了人力和物力.

1.2检测工作可以随时进行,随时调整,不需要较长的周期,运行中进行检测其具有更好的灵敏度,使检测的有效性得以大幅度的提高.

1.3通过在线检测可以获得大量的有用信息,能够对这些信息进行分析,可以时刻掌握电气设备的运行状态,为检测提供科学的依据,避免了电力企业进行盲目检测而导致的大量人力、物力和财力的浪费.

1.4科学技术的快速发展,使计算机技术和网络技术充分的应用到检测系统中,专家诊断系统使高压电气设备的绝缘检测水平得以进一步的提高,有效的保证了高压电气设备运行的安全性.

2技术研究的发展概况

2.1初级试验阶段

此技术于上世纪70年始研发,在发展的初级试验阶段,由于技术和设备都较为落后,所以在这个阶段技术还没有完善,处于一个较低的水平,检测的灵敏度也较低.

2.2数字化阶段

随着各种带电测试仪器的出现,自上世纪80年始,在线检测技术开始由试验阶段开始向数字化阶段发展,并开始在实际数字化产品中开始进行应用,并在测量中将待测参数转化为电器信号.

2.3高科技阶段

随着计算机技术的快速发展,进入21世纪以后,计算机网络技术开始应用于检测技术中,通过软件编程控制使电器信号通过计算机得以充分体现出来,微机检测技术是以计算机处理技术为核心的技术,使检测技术的多控、随控和可控模式得以实现.

2.4成熟阶段

随着高压电气设备在线检测技术的不断应用,其得以不断的完善和发展,目前该技术已越来越纯熟,在应用过程中效果较为明显,得到了广泛的认可.

3在线检测技术的基本原理

在线检测技术的原理是：在电力设备正常运行的情况下,通过测量常规绝缘特征参数（流过设备绝缘的电流、电容量、介质损耗因数tanδ）,从而反映设备运行的状态和是否存在问题.而影响高压电气设备的主要参数是介质损耗因数tanδ,tanδ能及时反映设备运行存在的缺陷,灵敏度高,在线操作控制简单.

Tanδ在线检测的原理主要有两种：一种是通过硬件直接测量相位角,主要有过零点相位比较法,电压比较法等；一种是通过软件对检测信号A/D变换后,用软件对测量信号进行数字化处理得到tanδ值,主要是谐波分析法.

过零相位比较法的原理：将获取的电流信号i和电压信号u进行过零整形,使之成为过零翻转的方波I和U,用一个“或”门电路比较出I和U过零时的时间差方波宽度T（T等于90°-δ）,用高频时钟脉冲读取方波宽度T,根据时钟脉冲个数n及周期△T,用公式T等于n△T,可计算出T的宽度,进而根据电压、电流信号频率算出δ.

谐波分析法的测试原理：首先由高灵敏度的电流互感器检测设备末端引出的电流信号,而从电压互感器二次侧抽取电压信号,经整形放大、低通滤波、程控放大后的模拟信号正再经过采样保持同步采样由A/D转换为离散数字信号,然后利用计算机对两个离散数字信号波形进行快速傅里叶变换,得到两个信号的基波傅里叶系数,进一步求出两个基波的相位差,从而得到tanδ.

4影响tanδ在线测量精确度与稳定性的主要因素

4.1传感器角差及电压采样信号与一次实际电压信号间的角差,是影响在线测量精确度与稳定性的一个主要因素.传感器角差随时间、环境温度、电磁干扰、振动等因素而飘移,由于δ角极小,传感器、电压采样如不保证其角差,则δ角测量精度及稳定性无法保证.

4.2电磁场干扰的影响.运行条件下带电测量时电场干扰可能对试品电容电流幅值影响不明显,但对相位影响不可忽略,特别是对高压电气设备.所以需对信号线加强屏蔽以减少电场干扰外,还应分析不同设备处于不同电场影响程度不同的规律,采取多种切实有效的抗干扰措施.

4.3谐波的影响.实测证明,各种类型的谐波造成被测信号失真,如零点漂移、多次过零等,会给tanδ的测量带来很大的误差.

4.4测量回路及系统本身的精度及稳定性对tanδ测量的影响.

5结束语

随着科学技术的快速发展,高压电气设备在线检测技术得以快速发展和完善,有效的解决了运行中的各种问题,弥补了传统没量方法的不足之处,保证了电网运行的稳定性,但随着应用的增加,技术中仍存在着一些问题需要解决,所以未来的发展中,高压在线检测技术还有待进一步完善和提高.