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1、电气设备状态监测电气设备状态监测与故障诊断技术与故障诊断技术沈阳工程学院沈阳工程学院 国哥哥国哥哥2021/9/151主要内容主要内容第9章：电容型设备的监测与诊断第15章：金属氧化物避雷器的监测与诊断2021/9/152第一部分监测原理2021/9/153 通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而下降。在较厚的绝缘内设置均压电极，将其分隔为若干份较薄的绝缘，可提高绝缘整体的耐电强度。由于结构上的这一共同点，电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等，统称为电容型设备。电容性设备2021/9/154电力电容器电容式套管高压电流互感器（CT）高压电压互感器（PT
2、）电容式电压互感器（CVT）是电力系统中检修数量最大的一类设备，检修项目明确，工作量大。进行在线监测是非常必要的。2021/9/155电力电容器电力电容器2021/9/156电流互感器电流互感器（CTCT）2021/9/157耦合电容器耦合电容器2021/9/158电容式电压互感器（电容式电压互感器（CVTCVT）2021/9/159变压器套管变压器套管2021/9/1510一、常规检测（需要停电）一、常规检测（需要停电）试验项目测量的量测量的量仪表（方法）仪表（方法）试验电压试验电压 绝缘电阻绝缘电阻绝缘电阻表绝缘电阻表1KV、2.5KV、5KV（直（直）tg、C西林电桥西林电桥10KV(交
3、交)2021/9/1511介质损耗所能反映的缺陷n 绝缘受潮。n 绝缘脏污。n 绝缘中存在气隙放电。U UU UC Ctgtg U UC C代表较多气隙开始放电时所对应的外加电压。tgtg =f =f(U U)从tgtg 增长的陡度可反映绝缘劣化的程度。2021/9/1512二、在线监测二、在线监测1 三相不平衡信号的检测1.1 三相不平衡电流法（传统）1.2 早期的三相不平衡电压法2运行时C及tg的分相检测2.1 TV-Cn2.1 TV-Cn法法2.2 2.2 数字化测量法数字化测量法(包括四种方法包括四种方法)2021/9/15131.11.1 三相不平衡电流法（传统）三相不平衡电流法（传
4、统）2021/9/1514测量比例值2021/9/15151.2 早期的三相不平衡电压法UA AUB BUC CYA AYB BYC CU U0 0RA ARB BRCCRr2021/9/15162.1 TV-Cn2.1 TV-Cn法原理图法原理图C CN NC Cx x2021/9/15172.2 2.2 数字化测量法数字化测量法数字化测量方法主要包括：1、过零点时差法2、零点电压比较法3、正弦波参数法4、积分法2021/9/1518过零点时差法2021/9/1519正弦波参数法正弦波参数法i=I msin(t+i)，u=U msin(t+u)I(t)=D0sint+D1cost u(t)=
5、C0sint+C1cost 式中，D 0=I mcosi,D1=I msini，C0=U mcosu,C1=Umsinui=arctan(D1/D0),u=arctan(C1/C0)在对信号i(t)和u(t)采样，并用最小二乘算法求得D0、D1、C0、C1 后，即可由上式算出。2021/9/1520第二部分故障诊断实例与分析2021/9/1521基于贝叶斯网络的电容型设备基于贝叶斯网络的电容型设备故障诊断故障诊断实例1 对型号为LB-110 W的电容式电流互感器进行介质损失测量，测量电压为10 kV，结果如表4 所示。2021/9/1522实例实例1 1 然后，采用2 500 V 摇表测得到1
6、 次与2 次绕组之间以及1 次与地之间的绝缘电阻均为8 800 M采用500 V 摇表测得2 次绕组之间及2 次绕组对地的绝缘电阻数据如表5 所示。2021/9/1523实例实例1 1 对其进行局部放电试验当电压升到30 kV 时电流互感器底部有密集的放电声，继续升压到80 kV 时，放电声增大且有间歇性，此时测得的放电量为1 C，持续加压10 min 后放电量减小到0.4 C，放电声没有变化。油中溶解气体的色谱分析结果如表6 所示。2021/9/1524实例实例1 1 应用贝叶斯网络方法进行诊断，该电容式电流互感器属于各故障类型的概率结果如表7 所示。由表7 可知，故障c2 的后验概率最大，
7、因此判断该套管故障为绝缘受。由表7 可知，故障c2 的后验概率最大，因此判断该套管故障为绝缘受潮。2021/9/1525实例实例1 1 结果：将该电流互感器送至厂家，互感器吊芯后发现，由于电流互感器密封不良，一个二次线圈受潮损坏，造成局部放电。可见应用贝叶斯网络进行电容型设备故障诊断的结果与实际吊芯检查的结果相符，本文的诊断方法正确。2021/9/1526实例实例2 2 某公司一只1994 年出厂的CRW-110/1250 型110 kV 穿墙套管，在2003 年5 月21日进行定期预试时，测得电气试验数据如表8 所示，油样气相色谱数据如表9 所示。2021/9/1527实例实例2 2 应用贝叶斯网络方法进行诊断，该穿墙套管属于各故障类型的概率结果如表10 所。由表10 可知，故障c4 的后验概率最大，因此判断该套管故障为结构缺陷。2021/9/1528实例实例2 2 结果：将该套管和末屏小瓷套打开，发现末屏引出线断裂，可见应用贝叶斯网络进行电容型设备故障诊断的结果与实际吊芯检查的结果相符，本文的诊断方法正确。2021/9/1529