紫峰站基于超高频GIS局放在线监测系统运用探究.docVIP

精品论文 参考文献 紫峰站基于超高频GIS局放在线监测系统运用探究 (广东电网揭阳供电局) 　　摘要：气体绝缘金属封闭开关设备(GIS)因其优异的性能在电力系统应用日趋广泛，在GIS 设备加工、现场安装及运行期间不可避免地产生一些缺陷，引发局部放电，积累发展可能导致绝缘击穿。本文阐述了基于超高频（UHF）法局放监测系统的原理，并列举紫峰变电站220kV GIS设备运用DMS 公司超高频（UHF） 智能耦合器型局部放电在线监测系统（SmartCoupler）在线检测GIS 局部放电工程实列，对基于超高频（UHF）法GIS局放在线监测技术运行情况进行探究。 　　关键词：气体绝缘组合电器；局部放电；在线监测；超高频　　 　　0 引言 　　GIS 设备具有占地面积小、具有较高的安全可靠性和免维护的优点，然而，GIS设备一旦发生故障,后果要比普通敞开式变电站设备严重的多，由于元件密集度高一个元件的故障可能使整套设备失效或损毁，而且,GIS的检修所需的时间也要比常规设备长的多[1]。从实际运行情况看，GIS设备事故和故障时有发生，故障主要由于加工、装配、运输和现场安装产生的缺陷引起，同时运行中的部件老化和操作位移等也是故障发生的重要因素。运行中的GIS发生故障的原因，可能是母线气室内有超过一定长度的自由金属体，可能是由于屏蔽层与高压母线或气室间的绝缘问题而引起的电火花，也可能是因为尖端（突起）部位产生的电晕放电，所有这些问题都会在GIS发生故障之前，出现局部放电（PD：partial discharge）现象。局部放电既是GIS绝缘劣化的征兆和表现形式，又是绝缘进一步劣化的原因[2]。GIS 局部放电在线监测技术能在设备运行时及时捕抓到这些局部放电现象，从而避免了因检修周期过长导致设备的一些隐秘缺陷发展成击穿故障的严重后果。目前，基于超高频（UHF）法GIS局放在线监测技术因其技术的成熟性，在国内各电网得到了广泛应用。本文工程实列广东电网公司揭阳供电局紫峰变电站正是采用了DMS公司的基于超高频（UHF）智能耦合器型PDM局部放电监测系统实现GIS局部放电在线检测。 　　1.GIS 设备的局部放电的UHF 检测法的基本原理 　　GIS中的局部放电总是发生在充满高压SF6气体的很小的间隙内，而且局部放电存在的时间极短（纳秒级），迅速衰减湮灭。PD放电脉冲的快速上升前沿包含频率高达1GHz的电磁波，因为GIS气室的共振作用，进而形成多种模式的超高频谐振电磁波（UHF Wave）。[3]由于GIS气室就像一个低损耗的微波共振腔，PD信号的振荡波在气室中存在的时间得以延长，可以长达1个毫秒，得使安装在GIS上的内置/外置耦合器（Internal/External Coupler）有足够的时间够俘获这些信号。特高频(UHF)法就是利用局部放电时产生的特高频谐振电磁波做为检测对象的，对其特征加以分析并进行模型归类。 　　2.DMS公司基于UHF 检测法PDM局部放电监测系统 　　2.1系统硬件组成及工作流程 　　DMS公司的PDM局部放电监测系统硬件部分由外置式特超频（UHF）耦合器、光电转换单元 (OCUs)、PDM辐射型控制柜(RCC1)、工作站、通讯线缆、机械附件等组成，PDM辐射型控制柜(RCC1)内部又包含有光纤终端盒 (FTB)、光传输(TX) 单元、辐射型基本单元 (RBU)、电源控制单元（PCU）等元件。软件部分由专家分析系统模块、数据库模块、人机界面等部分组成。系统如图1-1所示[4]： 　　DMS公司采用外置型超高频（UHF）探测器安装于GIS设备盆式绝缘子上，监测GIS设备内部局部放电时所产生的UHF电磁波信号，经过经过DMS超高频局部放电测试仪（ Portable UHF Monitor）放大进行放大，并通过光电转换单元OCU转换为电信号，然后通过光纤将单极性宽脉冲信号传送给电源管理装置PCU，经由PCU处理后转换传输至主站系统，并存储于主站系统中，通过系统软件浏览相关图表和报警信息。系统接入输变电设备状态监测系统，并在该系统内形成谱图分析、报警、图形展示等功能。PCU作为变电站的SCADA系统提供系统故障指示器和继电器触点作为报警接口或故障状态的接口，相关的报警信号可选择性地接入调度系统。 　　 　　图1-1 　　耦合器俘获的PD信号的强度很低，仅为毫伏级，但经过DMS超高频局部放电测试仪（ Portable UHF Monitor）放大后，用DMS公司的PD人工智能分析软件对他进行多方面的分析，判断GIS可能存在的缺陷。在检测到GIS设备有局部放电现象，并通过分析波形确定缺陷的种类后，就需要进行定位，找出局部放电的位置，以便进行维修工作。局部放电的定位是通过准确监测局部放电信号从不同方向到达检测仪耦合器的时间差来进行的