局部放電(PD)是變壓器內部絕緣劣化的征兆之一,如同絕緣系統發出的“求救信號”。變壓器局放在線監測技術通過實時捕捉、分析這些微弱的放電脈沖,在絕緣故障引發災難性后果(如擊穿)之前實現預警和監測,是電力設備安全運行的“前沿哨兵”。監測原理與技術方案:變壓器內部放電會產生豐富的物理效應:電磁脈沖:放電瞬間產生納秒級高頻電流脈沖和電磁波。超聲波:放電點氣體膨脹或收縮產生壓力波。主流監測方法根據感知原理部署:超高頻(UHF)法-主流且靈敏:原理:在變壓器箱壁或內置傳感器(如盆式絕緣子處),捕獲300MHz-3GHz頻段的電磁波信號。部署:外置天線(非侵入)或內置傳感器(需預留接口)。高頻電流互感器(HFCT)法:原理:在變壓器中性點、鐵芯/夾件接地線或套管末屏接地線上安裝HFCT,捕捉沿接地線傳播的放電脈沖電流。優勢:安裝相對簡便,成本較低,可監測與接地線耦合的放電。聲學(AE)法:原理:在變壓器外殼多點安裝超聲波傳感器,接收放電產生的聲波信號。聯合監測(趨勢):結合UHF+AE或UHF+HFCT,利用多物理量信息互補,提升診斷可靠性。 變壓器在線監測系統采用模塊化設計,便于安裝和維護。北京開關柜測溫在線監測方案
在單芯電纜系統中,當導體通過交流電流時,會在其金屬護套上感應出電壓,這被稱為護層感應電壓。這種現象是由電磁感應原理決定的,其幅值主要受導體電流大小、電纜排列方式(間距與相位)、護套接地方式(單點接地或交叉互聯)以及線路長度等因素影響。在實際運行中,多種因素可能導致電壓異常升高。電纜護層感應電壓在線監測,正是為了持續、實時地掌握這一關鍵參數的實際水平。監測點通常設置在護套的接地引線、交叉互聯箱的連接點或專門設計的電壓抽取裝置上,使用高阻抗電壓測量設備獲取數據。實施護層電壓在線監測主要服務于以下幾個潛在目的:護層電壓過高是需要高度關注的情況。它可能在電纜附件(如接頭、終端)外露的金屬部分或鄰近接地體上產生危險接觸電壓,對運維人員構成潛在危險。在線監測有助于及時發現超出安全限值(的異常電壓。診斷接地系統狀態:護層電壓的變化(如異常升高或降低)往往是接地系統狀態改變的重要指示信號。這可能提示:設計接地點失效、交叉互聯連接錯誤或斷開、護套絕緣性能下降導致多點接地傾向、或者因外力破壞等原因造成的接地回路異常。監測電壓可為排查接地問題提供線索。 遼寧電纜環流在線監測方案變壓器局放監測系統可實現對局放故障的早期預警,保證變壓器安全運行。
特高頻法(UHF)是一種基于局部放電過程中產生的特高頻電磁波信號進行監測的方法。局部放電過程中產生的電磁波信號通常具有較寬的頻譜,其中特高頻段(300MHz到3GHz)的信號具有較高的能量和傳播特性。特高頻法通過在設備內部或附近安裝特高頻傳感器來檢測這些特高頻信號。特高頻傳感器通常采用天線式結構,能夠將接收到的特高頻電磁波信號轉換為電信號,并傳輸到監測系統進行分析。特高頻法的優點是靈敏度高,能夠檢測到微弱的局放信號,且抗干擾能力極強,能夠有效抑制低頻和高頻干擾信號。此外,特高頻信號的傳播特性使得其能夠更準確地反映局放的位置和特征,便于對局放進行定位和診斷。特高頻法不僅可以檢測到局放信號的存在,還可以通過信號的頻率分布、幅值、相位等特征來判斷局放的類型和嚴重程度。然而,特高頻法的缺點是傳感器的成本較高,且對安裝位置和環境的要求較高,需要避免外部電磁波的干擾。特高頻法廣泛應用于GIS、變壓器等電力設備的局放監測中,尤其是在需要高靈敏度和高抗干擾能力的場合。
GIS在線監測系統是一個復雜的系統工程,需要將多種監測技術、數據采集與傳輸技術、故障診斷技術等進行集成,形成一個完整的監測系統。在系統集成過程中,需要考慮系統的可靠性、穩定性、可擴展性和易用性。系統的可靠性是保障監測系統正常運行的基礎,需要采用高可靠性的硬件設備和軟件系統,并進行嚴格的測試和驗證。穩定性則是保證監測數據準確性和連續性的關鍵,需要優化系統的數據采集和傳輸流程,減少數據丟失和誤報的情況。可擴展性是指系統能夠根據用戶的需求進行功能擴展和升級,例如增加新的監測參數或監測設備。易用性則是指系統的操作界面友好,用戶能夠方便地進行數據查詢、分析和故障診斷。GIS在線監測系統的應用范圍非常廣,不僅可以用于電力系統的變電站、輸電線路等場所,還可以用于工業企業的高壓配電系統等重要場所。通過在線監測系統的應用,可以提高設備的運行可靠性,降低維修成本,減少停電時間,保障電力系統的安全穩定運行。同時,隨著智能電網的發展,GIS在線監測系統也將與智能電網的其他技術進行深度融合,實現電力系統的智能化管理和控制。 電纜在線監測系統可對電纜通道環境狀態進行實時監測。
溫度是GIS設備運行狀態的重要參數之一。GIS內部的電氣元件在運行過程中會產生熱量,如果溫度過高,可能會導致元件絕緣性能下降,甚至引發故障。因此,對GIS設備的溫度進行實時監測是保證設備安全運行的重要措施。GIS溫度監測主要通過安裝溫度傳感器來實現。這些傳感器可以安裝在GIS設備的外殼、母線連接處或其他關鍵部位,實時監測設備的運行溫度。目前,常用的溫度傳感器包括熱電偶、熱電阻和光纖溫度傳感器。熱電偶和熱電阻傳感器具有成本低、精度高的優勢,但需要通過導線連接,可能會受到電磁干擾。光纖溫度傳感器則具有抗電磁干擾能力強、測量范圍廣、精度高等優點,特別適用于GIS設備這種高電壓、強電磁場的環境。通過溫度監測,可以及時發現設備的異常發熱現象,提前采取措施進行處理,避免設備因過熱而損壞。此外,溫度監測數據還可以與其他監測數據(如局部放電、氣體泄漏等)結合,為GIS設備的綜合狀態評估提供了依據。 電纜溫度監測系統可及時響應溫度變化,為電纜運行狀態提供實時數據支持。北京開關柜測溫在線監測方案
特高頻法通過檢測局放產生的UHF信號來監測局部放電。北京開關柜測溫在線監測方案
超聲波法是基于局部放電過程中產生的超聲波信號進行監測的一種方法。當局部放電發生時,放電產生的能量不僅會以電磁波的形式釋放,還會以機械波的形式傳播,這些機械波的頻率通常在超聲波范圍(20kHz以上)。超聲波法通過在設備表面或內部安裝超聲波傳感器來檢測這些超聲波信號。超聲波傳感器能夠將接收到的超聲波信號轉換為電信號,并傳輸到監測系統進行分析。超聲波法的優點是抗電磁干擾能力強,能夠在強電磁環境中穩定工作。此外,超聲波信號的傳播方向與局放源的位置密切相關,因此可以通過多個傳感器的信號到達時間差來定位局放源的位置。然而,超聲波法的缺點是檢測范圍相對較小,且超聲波信號在介質中的傳播衰減較大,可能會導致信號強度較弱,難以檢測到遠處的局放信號。此外,超聲波信號的傳播特性還受到介質的物理性質(如密度、彈性模量)的影響,因此在不同介質中傳播時需要進行相應的校準。盡管存在這些局限性,超聲波法仍然是局放監測中一種重要的方法,尤其適用于需要準確定位局放源的場合。 北京開關柜測溫在線監測方案