MOA避雷器(qì)的(de)在線監測方法

在交流電(diàn)壓作(zuò)用("₩ λyòng)下(xià)，避雷器(qì)的(de)總洩漏電(dσγδ​iàn)流(全電(diàn)流)包含阻性電(diàn↑≈)流(有(yǒu)功分(fēn)量)和(hé)容性分(fēn)量("‍®≤無功分(fēn)量)。在正常運行(xíng)情況下(xià)，流過避雷器(qì)的(de)主要♥σ(yào)電(diàn)流為(wèi)容性電(diàn)流，阻性電(diàn)流隻占很≈ ♦↑(hěn)小(xiǎo)一(yī)部分(fēn)，約10%～20%左右。↓‌®但(dàn)當閥片老(lǎo)化(huà)、避雷器(qì)受潮、內(nèi)部絕緣部件(ji€↕₩≥àn)受損以及表面嚴重污穢時(shí)，容‍§性電(diàn)流變化(huà)不(bù)多(duō)，而阻性電(diàn)流卻大(↑↓σdà)大(dà)增加，所以目前對(duì)氧化(huà)鋅避雷器(∞≈Ωqì)主要(yào)進行(xíng)全電(diàn)流和(hé)阻性電(diàn)流的(₩&↑de)在線監測。

一(yī)、全電(diàn)流在線監測

目前國(guó)內(nèi)許多(duō)運行(xíng)單位使用(yòng)MFγδ-20型萬用(yòng)表(或數(shù)字式萬用(yòng₹∑★)表)并接在動作(zuò)記數(shù)器(qì)上(shàng)測量全電(diàβ♦✔n)流，其測量原理(lǐ)與有(yǒu)并聯電(diàn)阻避雷器(qì)電(diàn)導電(d↕< Ωiàn)流測量原理(lǐ)基本相(xiàng)同，這(zhè)是(shì)•©一(yī)種簡便可(kě)行(xíng)的(de)方法。俄羅斯等國(guó)廣泛使用(yòng±‌)的(de)全電(diàn)流監測儀原理(lǐ)如(rú)圖1-1$"<所示。

圖1-1 全電(diàn)流在線監測原理(lǐ)圖

測量時(shí)，可(kě)采用(yòng)交₹₽™流毫安表A₁，也(yě)可(kě)用(yòng)經橋式蒸餾器(qì)連接的(de)支流毫安表A₂。當電(diàn)流增大(dà)到(dào)2～3倍時(shí)，往往認為(wèi)已達到≤♦✘δ(dào)危險界限。現(xiàn)場(chǎng)測量經驗表明(míng)，這(z₹≤&∏hè)一(yī)标準可(kě)以有(yǒu)效地(dì)監測氧化(huà)鋅避雷器(qì)在運行Ω•✘(xíng)中的(de)劣化(huà)。

由于MOA的(de)非線性特性，即使外(wà₽≥↕i)施電(diàn)壓是(shì)正弦的(λ§‌de)，全電(diàn)流也(yě)非正弦，它包含有(yǒu)高(gāo)次←≠諧波。使用(yòng)MOA電(diàn)流測試儀測量M '↓OA中的(de)三次諧波電(diàn)流，來(lái)推出阻性電(αε¥diàn)流。使用(yòng)這(zhè)種方法測量較為(wèi)方便，但(dà☆α n)當電(diàn)力系統中諧波分(fēn)量較大(dà)時(shí)，常會(huì)遇到(d  ¶ào)困難，難以作(zuò)出在正确的(de)判斷。

測量三相(xiàng)氧化(huà)鋅避雷器(qì)的(de)零序$™電(diàn)流，是(shì)三次諧波法的(de)特殊形式。當3台避®←₽雷器(qì)均為(wèi)同一(yī)類型且均正常時(shí★≥)，測得(de)的(de)三相(xiàng)基波之相(xi₩ε≤àng)量和(hé)接近(jìn)于零。但(dàn)避雷器(qì)₽↑"Ω閥片為(wèi)非線性元件(jiàn)，因而即使三✔∏相(xiàng)電(diàn)源電(diàn)壓正弦且₹★±≤平衡，仍有(yǒu)三相(xiàng)三次諧波電(diàn)流之和(hé)可(kě)以☆♠測出。隻要(yào)三相(xiàng)避雷器(qì‌©)不(bù)是(shì)同步老(lǎo)化(huà)的(de₩←₩₹)話(huà)，就(jiù)可(kě)以采用(yòng)此法來(lái)發現(xδβεiàn)缺陷。

二、阻性電(diàn)流在線監測

監測流經MOA的(de)阻性電(diàn)流分(fēn)量或由此産生(shēng)的(d÷♣e)功耗能(néng)發現(xiàn)MOA的(de)早期老≤£↓(lǎo)化(huà)，因阻性電(diàn)流僅占全電(diàn)流的(de)5%～20%，故監÷&≥測全電(diàn)流很(hěn)難判斷MOA的(de)絕緣劣化(φ€±huà)，故應進行(xíng)阻性電(diàn)流的(de)在‌'線監測。而在線監測MOA全電(diàn)流、諧波電(diàn)流、α≠★零序電(diàn)流等方法都(dōu)隻是(shì)從(cóng)MOA下(xià)↔§端取得(de)電(diàn)流信号，但(dàn)要(yào)從(cóng)全電(diàn)流中分♠Ω÷♦(fēn)出阻性分(fēn)量來(lái)，需取試品的(de)端電(diàn)壓來(láλγαi)作(zuò)為(wèi)參考信号。

我國(guó)引進最多(duō)的(de₹Ω)LCD-4阻性電(diàn)流測量儀就(jiù)是(s☆₹hì)利用(yòng)這(zhè)原理(lǐ)，其基本原理 ∞(lǐ)如(rú)圖1-2所示。它是(shì)先用₹↔"→(yòng)鉗形電(diàn)流互感器(qì)(傳感器(qì))從(cóng‌ ≤)MOA的(de)引下(xià)線處取得(∞<Ωde)電(diàn)流信号I^＆₀，再從(cóng)分(fēn)壓器(qì)或電(diàn)壓互感器(qì)>₽×側取得(de)電(diàn)壓信号U^＆_S。後者經移相(xiàng)器(qì)前移90°相(xiàng)位後得(de‌π)到(dào)U^＆_S0(以便與MOA閥片中的(de)容性電(diàn)流分(fēn)量I^＆_C同相(xiàng))，再經放(fàng)大(dථ')後與I^＆₀一(yī)起送入差分(fēn)放(fàng)大(dà)器(γ♥qì)。在放(fàng)大(dà)器(qì)₹≈↑♣中，将GU^＆_S0與I^＆₀相(xiàng)減；并由乘法器(qì)等組成的(de)自(zì)動反饋跟蹤，以控制(zhì)♦₽↓放(fàng)大(dà)器(qì)的(de)增益G使同相(x✘∑iàng)的(de)(I^＆_C－GU^＆_S0)的(de)差值降為(wèi)零，即I^＆₀中的(de)容性分(fēn)量全部被補償掉，剩下(xià)的(de)僅為(wèi)阻性分(fēn)✘δ>量I^＆_R，再根據U^＆_S及I^＆_R即可(kě)獲得(de)MOA的(de)功率損耗P了(le)。

采用(yòng)這(zhè)種類型的(de)阻∑γ性電(diàn)流監測儀比較方便實用(yòng)，因為(wèi)♦"Ω₽它是(shì)以鉗形電(diàn)流互感器(qì)取樣，不(bù)必斷開(kāi)原有(φ'¶yǒu)接線，而且不(bù)需人(rén)工(gōng)調節，自(♦®£"zì)動補償到(dào)能(néng)直接讀(≠∑dú)取I^＆_R及P。鉗形電(diàn)流互感器(qì)的(de)磁芯質量很(hěn)重要(yào)，α∏∞要(yào)保證不(bù)因各次鉗合時(shí)由于電(diàn)流互感 ♣器(qì)鐵(tiě)芯勵磁電(diàn)流變化(huà)而引起比差，特别✔♦是(shì)角差的(de)改變，并需要(yào)采用(yò€ ng)良好(hǎo)的(de)屏蔽結構以盡量減小(xiǎo)在變壓所裡(lǐ)實測時(shí)外‍☆♦(wài)來(lái)幹擾的(de)影(yǐng)響。國(guó)內(nèi)∞×☆"依據上(shàng)述原理(lǐ)研制(zh•₽ì)開(kāi)發出多(duō)種阻性電(diàn)流在線監測儀。

圖1-2 LCD-4阻性電(diàn)流測量儀基本原理(lǐ)

三、在線監測時(shí)相(xiàng)間(jiān)β ♠幹擾的(de)影(yǐng)響

現(xiàn)場(chǎng)試驗經常發現(xiàn)，當三個(gè)同類的(de)M≠​π OA組成三相(xiàng)而呈一(yī)字形排列時(shí)，'λ​→如(rú)用(yòng)阻性電(diàn)流在線監測儀進行(x€λíng)測量時(shí)，讀(dú)出這(zhè)三相(xiàng)MOA各自(z>®↑ ì)的(de)I^＆_R及P，往往是(shì)中間(jiān)相(xiàng)的(de)數(shù)據居中，而 >兩邊相(xiàng)中有(yǒu)一(yī)相(xiàng)偏大(dà)♦♦$、另一(yī)相(xiàng)偏小(xiǎo)。那(nà)麽為(w≈₩èi)什(shén)麽即使是(shì)同型'•号、同批生(shēng)産的(de)三台MOA，在線監測的(de)全電(diàn)流I^＆₀值相(xiàng)差很(hěn)小(xiǎo)，而阻性分(fēn)量I^＆_R及功耗P卻有(yǒu)顯著的(de)差别呢(ne)？研究表明(mε✘ íng)。這(zhè)主要(yào)是(shì)由于在線監測時(shí)的(de)相(xi←δ→àng)間(jiān)電(diàn)容耦合造成的(de)。由于相(xiàng)同電(dià<®n)壓耦合的(de)影(yǐng)響，使得(de)邊相(xiàng)MOA上(sh•​↑àng)沿高(gāo)度方向各處的(de)電‌‌$(diàn)位已不(bù)同相(xiàng)，即并不(bù)都(dōu)與外(wài<× Ω)施電(diàn)壓的(de)相(xiànδ∏φ∞g)位保持相(xiàng)同。在國(guó)內(nèi)一(yī)般的(de)500Kλ§↓ΩV三相(xiàng)MOA的(de)布置中，邊相(xià≥<‍♣ng)MOA最底部閥片上(shàng)的(de)電(diàn)壓梯度™∞☆的(de)相(xiàng)位與外(wài)施電(diàn)壓的(de)相(xiàng)位之間(j® iān)可(kě)能(néng)有(yǒu)3°左右的(d÷σe)相(xiàng)移角α。這(zhè)樣如(rú)采用(yòng)常規的(de)阻性電(diàn)流分(fēn)量的&‌×(de)測量原理(lǐ)，仍以外(wài)施電(diànγ±)壓U^＆_S的(de)相(xiàng)位為(wèi)準，來(lái)區(qū)分(fēn)與其₽ε同相(xiàng)的(de)I^＆_R或差90°相(xiàng)位的(de)I^＆_C，那(nà)必将對(duì)I^＆_R的(de)正确測量帶來(lái)嚴重誤差。

比較成功的(de)消除相(xiàng)間(jiān)幹擾的(de)方法是(shì€←€)：當測量處于邊相(xiàng)位置的(de)MOA時(s≈£$hí)，不(bù)僅用(yòng)一(yī)鉗形電(diàn)流互感器σ↕€β(qì)測取該相(xiàng)MOA下(xià)端的(de)電(diàn)流，且±≤用(yòng)另一(yī)鉗形電(diàn)流互感器(qì)λ↕測取與其對(duì)稱位置的(de)另一(yī)邊相(xiàngδ )下(xià)端的(de)電(diàn)流。由于相(xiàng)間(jiā©'n)雜(zá)散電(diàn)容的(de)耦合，使兩邊相(xiàng∞λ₽φ)下(xià)端測得(de)這(zhè)兩電(d♣ iàn)流之間(jiān)的(de)相(xiàng)位差已不(bù)是(shì​&)120°，而是(shì)120°±α，因而可(kě)用(yòng)軟件(jiàn)求出α後将基準電(diàn)壓相(xiàng)位≤‌¶自(zì)動移相(xiàng)α角，然後仍可(kě)用(yòng)常規的(de)測阻性電(diàn)流方法測出$∞比較準确的(de)I^＆_R及P。另一(yī)種方法是(shì)在被測MOA的( ✘§de)最下(xià)端的(de)瓷套外(wài)貼以金(jīn)屬箔電(φ☆diàn)極，認為(wèi)感應得(de)的(de)電¶₽↕(diàn)壓相(xiàng)位與最下(xià)端閥片上(shà₹₹←ng)的(de)電(diàn)壓梯度同相(xiàng)，以此為(wèi↕∞)基準來(lái)分(fēn)辨MOA下(xià)✘ ε↓端處測得(de)電(diàn)流中的(de)阻性及容性分(fēn)量。