GIS特高频在线监测干扰及抗干扰

国网浙江省电力有限公司检修分公司 姜 涛 李显鹏

0 引言

特高频GIS在线监测体系是一种基于对设备绝缘状态的在线检测，避免引起绝缘故障和触发局部放电的现象，及时发出警报，以避免不必要的损失发生，从而保证电网的持续稳定运行。

特高频传感器易于安装、组件简单、耐高温、抗干扰，其灵敏度在强电磁中表现十分突出。主机安置在控制室内，其中采集与数据设置在监控周边。传感器在变压器排油阀边，可实时监测变压器进行局部放电[1]。

1 技术机理

在线监测系统由主机、传感器、信息数据等不同组件完成。它是近年来国内外研制的电气设备内部检测的系统，是一项全新的技术。放电信号上调时间和频谱主要发生在不同的绝缘质介上。依据理论和研究体现出，绝缘油中每一个放电脉冲持续时间短，并且信号能量大都分布在30～1200MHz的波频范围内[2]。由特高压传感器接收到的脉冲电磁波信号被发送到采集和数据处理单元对信号进行滤波，并将外部干扰分离，包括广播信号等。数字转换后，信号通过光纤传输到后端主机。变压器内部的局部放电信号可以连续监测。

目前，对于特高压GIS监测设备，应进行综合考虑并采取相应策略以增加监测设备的使用效果，并发挥内部监测的作用，从而为主机的安全稳定运次那个提供安全保障，可以从以下几点提升GIS局部放电监测质量。

1.1 安全性

传感器使用无源设计，具有可靠的频率接地设计。它安置在变压器零频电场的区域，以保证操作人员与电力装置的安全。

1.2 可靠性

使用最新的虚拟信号模式进行识别，集成了多年来积累的局部监测数据。该诊断系统含有150万套放电信号统计，以完成局部性放电的精确检测。

1.3 灵敏度

传感器在280至1400MHz的宽频带内呈现出高质的幅频响应，当灵敏度超过10毫米，远远超过CIGRE提出了减少漏失事件的标准。

1.4 免疫力

采用特高频技术与最新的降噪算法，阻断不同环境下的噪声干扰，同时，检测误报率应控制在6%以内。

1.5 智能化

主机以光纤为载体，进而传送系统指令，按期自检设备记录相关数据的工作状态。自动分析部分区域放电信号的数值，并依次识别放电的类型，提供报警阀与运行中的数值报告，同时对监测设备和放电趋势信息进行探讨研究[3]。

2 技术优势

同其他检测技术比较。特高频法局部放电在线监测优点体现如下：

特高频技术的运用大大的提高了数据采样率，为更好的收集局部区域的详细脉冲数据奠定了前提条件，同时更方便与信息的诊断。

在正常的工作环境下，抗电磁干扰系统可以稳定运行。由石英为原材料形成的光纤，自身具有绝缘性。另外，传感器的监测频率高，可以有效隔断变电站带电装置发出的电磁干扰，具有较强的抗噪能力。

特高频发出的电磁波可以准确定位，具有良好的方向性，相比脉冲电流与超声波技术，可以更精确的对局部进行放电定位。

该技术更易于安装，将系统自带的内置传感器，设置在注入和排出阀门上，设备无需停电，无需改造变压器结构，将安装步骤简化的同时保证其安全性。

3 主要干扰类型及排除

GIS局部放电特高频检测中主要存在以下几类干扰形式：

移动通讯、雷达及发动机等干扰，可以通过不同规格的滤波器对干扰信号进行有效抑制。

变电站架空线上尖端放电干扰，将传感器紧贴住被测盆式绝缘子，然后用屏蔽服包裹传感器。

开关操作产生的短时放电干扰，可以根据信号的波形特征和工频相关性进行识别和消除。

4 典型应用

一些供电局通过运用特高频法放电系统，成功实现了400kV变电站400kV电力变压器局部放电在线检测，并为设备运行提供了安全保障。

该技术的运用是通过在400kV变压器排水阀处安装一个内置无源传感器。另外，传感器与处理单元间采用宽带、同轴电缆，以保证信号传输的真实性。采集单元通过对信号带通滤波，分离外部干扰，将A/D进行转换后进入通道内，标识信号获得脉冲信号，对本地信号及时处理、妥善保存[4]。采集单元由220V的主机UPS供电，支持多种物理有效链接，例如光纤和USB等。在线局部放电检测和诊断系统收集，分析操作参数，并识别装置内部放电信号。系统软件分为状态监控、漏洞诊断、危害识别，预测漏洞扩大趋势，为维系工作人员提供有效的检修措施。

开启系统后，人工注入的验证设备有效且灵敏。通过在变压器外部使用高频感应天线进行测试，一端设置在高压管底部周围，另一端连接地面。高频感应变压器在和高电场的连接下除法电压进行放电。信号由外传输到变压器并由系统捕获。多项测试表明。此系统可以精确监测变压器内外部的放电信号[5]。

5 结语

特高频放电在线系统可以通过内置的超高频变压器精确监测变压器的内部绝缘数据，并以局域网为媒介将信息发送到监控中心，进而实现远程监控并预测局部放电电源，为装置的稳定运行提供安全保障。另外，该系统的抗干扰性，与高电压、高强场的环境极其匹配。

随着变电站大力开展，该系统取得了良好的成效，实现了对变压器放电的在线监测。同时，该系统提供各种信息数据，高度的智能化，为及时准确检测电力变压器内部漏洞提供技术上的支持。