摘要:电气系统的正常工作中,要想保证其可以满足实际使用的需要,就要确保其绝缘性能达到安全性的要求,保证所有的设备在日常运行中可以保持良好的状态。经过系统的测量处理之后,可以准确的掌握电气设备绝缘性能,同时能够及时的发现设备存在的缺陷和问题,结合系统运行的状态来采取必要的检修处理措施,进行必要的安全维护管理,进而可以使得电力系统达到运行稳定性的要求,消除系统所存在的安全隐患问题,给人们提供稳定电力供应。
关键词:电力设备;绝缘;检测技术
1引言
变电站中的高压电力设备检修管理的经历了三个发展阶段:20世纪50年代运用的是事后检修,即在发生问题之后才会采取检修措施,60~80年代主要是间隔一定时期来进行预防性检测以及90年代之后则是准确判定电力设备的工作状态,以满足系统的安全运行的需要。经济与社会高速发展的带动之下,电力系统领域发展速度非常快,装机容量数据也有了很大的提升,而电气设备在正常工作中会直接受到绝缘性的影响,这是非常关键的技术参数。本文具体分析当前我国电力系统中的绝缘检测技术,并且总结出切实可行的控制措施。
2高压绝缘试验方法的研究
电力设备的绝缘性能极有可能存在很多问题,其异常的原因有可能是在生产环节中造成的,也有可能是因为运输、保管的过程中所导致的,而电力设备运行环节绝缘结构的老化严重,会导致其出现严重缺陷与问题。经过深入分析这些缺陷与问题,采用合适的检修方式可以更好的排除问题,同时可以降低设备损耗,避免发生停电的事故,从而保证电气系统安全的运行。
2.1电力设备绝缘电阻的测量
绝缘电阻可以直接反映出电力设备的绝缘性,所以在进行系统检测的过程中需要对该参数进行检测确定。如果设备的绝缘性能非常好,此时就能够满足系统运行的安全性要求,如果绝缘结构发生受潮反应,或者有些通道出现问题,就会导致绝缘电阻值降低,无法达到系统运行的稳定性需要。绝缘电阻具体的参数检测主要是利用兆欧表来进行。在实际操作中,应该根据电力设备的不同电压值来选择合适的兆欧表,如果选择不合理,可能会导致电力设备出现结构损坏等问题。
2.2电力设备介质损耗因数的测量
介质损耗因数(tanδ)主要可以反映出电力设备的绝缘性能,其是一种非常关键性的指标参数。如果检测之后发现设备的tanδ值比较大,此时就表示绝缘结构出现受潮的影响,也可能是内部结构的放电不正常所导致的。目前对于电气设备中的tanδ值检测主要应用的是西林电桥法。西林电桥是一种平衡电桥,主要的特点就是体积小、操作非常的方便且数据灵敏度高,是目前应用最为普遍的一种绝缘介损值的检测方式,应用效果非常好。
2.3电力设备泄漏电流的测量
泄漏电流能够直接反映出系统的绝缘性能,所以在实践中应该进行该参数的检测,以了解是否存在绝缘缺陷问题。如果某些设备在进行检测tanδ值时,不能准确的确定该参数,也可以通过测定泄漏电流方法的方式来准确的判定其绝缘损坏程度与受潮问题。具备良好的绝缘性能的设备,泄漏电流与外部电压存在直线变动的关系,并且其上升参数相对比较小,详细变化可见图1内曲线1所示;绝缘结构受潮影响之下,泄漏电流会伴随着外部电压的增大而逐渐的上升,可见曲线2;绝缘结构部分贯通集中缺陷问题,在外部施加的电压持续增大之下,在达到了一定的参数值之后,泄漏电流会出现快速上升的情况,详见曲线3;绝缘性能存在危险的集中性损坏,电力设备在运行电压下有可能被击穿,此时直流耐压试验电压Us尚未达到二分之一时,泄漏电流就已经急剧快速上升,详见曲线4。
图1泄漏电流曲线
U—直流电压;Us—直流耐压试验电压;i—泄漏电流
测量泄漏电流时需要通过直流电压的数据来确定,此时主要是通过使用交流整流器来进行,并且可以根据实际情况来进行合理的调整,对于一些具备绝缘性能要求的设备要进行电压试验。此外,泄漏电流试验主要采用微安表来确定具体的参数,此时的数据精确度非常高,还能够在加压时监控微安表数据,进而可以掌握绝缘性能参数。
2.4电力设备耐压试验
⑴直流耐压试验。泄漏电流试验与直流耐压试验虽然试验原理相同,但是最终的目的却是不同的。泄漏电流试验的试验电压相对较低,主要用于检查电力设备的绝缘性能缺陷,而直流耐压试验的试验电压相对较高,主要用于确定电力设备的绝缘耐电强度。通常为设备的额定电压2倍以上,并且需要逐级增加电压参数,只要是存在异常问题就要立即终止,要进行必要的处理。上述两种方式可以发现受潮、劣化与系统问题,而直流耐压试验对于了解局部问题有着更好的效果。
⑵交流耐压试验。交流耐压试验是确定电力设备绝缘强度参数最有效和最直接的方法,同时也是预防性试验的具体措施。因为在试验操作中加于被试验电力设备的试验电压要比实际运行电压高很多,通过相应交流耐压试验且合格的电力设备具备较大的安全裕度,所以交流耐压试验是保证电力设备安全运行的一种重要手段。比如中国和很多行业技术领先的国家都已生产出2250kV的试验变压器,甚至有些国家已生产出3000kV的试验变压器。
3绝缘在线监测技术的研究
根据与预防性试验的实际情况对比发现,绝缘在线监测技术主要有如下优点:
⑴能够在系统不停电的情况下确定绝缘性,可以避免社会不良影响。
⑵能够在系统运行电压之下确定绝缘问题。
⑶能够实时监控系统的绝缘性,了解其内部存在的隐患问题。
⑷绝缘监测可以为今后系统维修提供数据基础。
3.1电力设备介质损耗因素的检测方式
电容型套管的介质损耗因数(tanδ)所应用的监测方式与QS1型西林电桥是一致的。具体的接线图为图2所示:
图2套管介质损耗因数在线监测接线原理图(正接线)
图2中,是被测试样的等效并联电容,同时直接形成西林电桥的一个桥臂。A点是对小套管进行测量的外部端点,Q为接地刀闸。平时外端点A直接接地,测试介质损耗因素时,A点及Q点之间通过同轴电缆连接,从而可以消除外部电场干扰的影响。标准电容器通过电压互感器TV二次侧接入被测试样的运行电压。此时需要注意电压值的匹配,电压互感器TV的一次侧额定电压应大于等于被测试样的运行相电压,其二次侧额定电压应小于等于标准电容器的额定电压。
根据QS1电桥原理,计算公式如下所示:
tanδ=tanδ0+CN-tanγ
式中:tanδ-被测试样的介损值;tanδ0-电桥平衡参数; -标准电容器的电容值,μF;tanγ-电压互感器相角差的正切值。目前很多的tanδ参数的测量方式被研发和应用,并且具备各自优势和不足,所以需要结合设备的具体情况选用对应的测量方法。
3.2电力设备泄漏电流检测方式
FS阀型避雷器泄漏电流在线监测接线图为下图3所示:
图3 FS阀型避雷器泄漏电流在线监测接线原理图
图3中FS-10型避雷器上缘直接和10kV连接,设备可以带电运行;下部直接拆除,可以直接与泄漏电流在线监测回路进行连接。泄漏电流在线监测回路内主要包含了全波桥式整流电流与微安表,为了能够使得泄漏电流测量达到精确度的要求,可以在避雷器底部与微安表结构上设置绝缘屏蔽线,其金属外皮必须接地,接地性能还需要达到要求,否则将会使泄漏电流的测量结果影响较大。
4结语
经济与社会快速发展之下,电力工业取得了非常快的发展,电网逐渐的建设和应用,系统性与复杂性都非常高。但是同时也存在很多问题,绝缘隐患就是其中之一。绝缘一般是电力设备性能中最为薄弱的部分,只要是绝缘出现问题就会严重影响电力系统安全稳定的运行,所以需要通过各种有实操意义的方法,加强该部分的预判,从而满足电力系统安全稳定运行的使用需求。
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论文作者:符君
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
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