在线监测在智能互感器中的应用

刘大永 刘秀凤

（1.保定天威新域科技发展有限公司；河北 保定 071056；2.保定天威互感器有限公司；河北 保定 071056）

国家电力系统正朝着可靠性、智能化方向发展。电力系统的供电可靠性关系到国计民生，如何有效地保障电力系统的安全、可靠运行一直是电力部门的一个重要课题，而高压设备的安全运行是整个系统安全运行的基础。高压电气设备在电网中运行时，如果其内部存在因制造不良、老化以及外力破坏造成的绝缘缺陷，会发生影响设备和电网安全运行的绝缘事故。因此，在设备投运后，传统的做法是定期停电进行预防性试验和检修，以便及时检测出设备内部的绝缘缺陷，防止发生绝缘事故。但是，随着国民经济的发展，社会对电力供应的可靠性要求越来越高，电力系统也逐渐发展壮大，传统的定期停电进行预防性试验的做法已不能满足电网高可靠性的要求，需要向可靠性、智能化的方向发展，即意味着能在不停电的情况下，能随时监测高压设备的电气特性势在必行。

下面主要分析智能互感器。虽然互感器绝缘的劣化和缺陷的发展具有统计性，绝缘劣化发展速度有快有慢，但总有一定的潜伏和发展时间。在此期间会发出反映绝缘状态变化的各种信息，而传统的检测方法是定期进行的，经常不能及时准确地发现故障，以至发生严重事故。为降低停电和维修费用、避免事故的发生，智能互感器不仅本身具有自动检测电流、电压和负荷等基本参数的功能，并且对运行中互感器绝缘状况可进行连续的在线监测，随时获得能反映绝缘状况变化的信息。在对信息进行分析处理后，对互感器的绝缘状况作出诊断，并根据诊断的结论安排必要的维修，也即做到有的放矢地进行维修，包括三个步骤：在线检测、分析诊断、预知性维修。

智能互感器的基本原理框图如图1所示。

图1

对于油浸互感器来说，当互感器内部发生热故障、放电性故障或者油、纸老化时，会产生多种气体。这些气体会溶解于油中，不同类型的气体及其浓度可以反映不同类型的故障。所以对油中溶解气体的监测和分析是油浸互感器绝缘诊断的重要内容。不同故障类型产生的气体组分如表1所示。

表1

气相色谱分析具有选择性好、分离性能高、分离时间快、灵敏度高和适用范围广等优点。但常规的色谱分析是一套庞大、精密而复杂的检测装置。整个分析时间较长，需要熟练的试验人员，对环境条件的要求较高，整套设备体积庞大，只适用于在实验室内进行检测。油样从现场采集后运送到实验室进行分析，这样不仅耗时，而且采用、运输、保存整个过程中还会引起气体组成成分的变化，更不能做到实时监测。智能互感器按图2中的流程图能实现在线监测。

图2

智能互感器是互感器发展的必然趋势，具有以下优点：①提高互感器的利用率；②降低更换零部件与维修费用；③有目标地进行维修，可提高维修水平，是互感器运行安全、可靠；④可以系统地反馈质量信息，用以提高产品质量。