[发明专利]干式空心电力电抗器匝间短路故障在线监测装置的监测方法

说明书

干式空心电力电抗器匝间短路故障在线监测装置及其监测方法，涉及一种电抗器匝间短路故障在线监测装置及其监测方法。本发明针对现有的缺陷，提供了一种即使对小匝数故障依然可以准确测量、灵敏度高、工作量小的在线监测装置及其监测方法。本发明所涉及中，将采集到的数据传送至上位机进行存储，计算出被监测的电抗器系统的初始损耗因数；在线监测系统对电抗器系统的信号进行实时采样；计算出当前损耗因数；将当前损耗因数与初始损耗因数做商，若商小于预设阈值，则重复计算出当前损耗因数；若商大于预设阈值，则当前电抗器出现匝间短路故障，上位机存储并显示当前数据。本发明主要用于在线监测干式空心电力电抗器匝间短路故障。

技术领域

本发明具体涉及一种电抗器匝间短路故障在线监测装置及其监测方法。

背景技术

随着输电距离及容量的增大，越来越多的电力电抗器被安装与电力系统中。并联电力电抗器被安装在输电线路的首端，当输电线路处于空载或轻载状态时，将并联电力电抗器投入电网向输电线路提供感性无功，以改善输电线路末端的电压升高问题；串联电力电抗器被与电容器串联后安装在输电线路末端，当线路末端容性无功不足时，将电容器组投入电网向系统提供容性无功，以提高输电线路的送电效率及送变电设备的有效利用率，此时串联电力电抗器主要起到限制在电容器组投入电网瞬间的浪涌电流；此外，还有大量的滤波电力电抗器被安装在电力系统中，以吸收非线性负载导致的系统中出现的高次谐波，改善电能能质量。与其它形式的电抗器相比，干式空心电抗器具有电抗值线性等诸多优点。

自上世纪70年代末投运以来，无论国产还是进口的干式空心电抗器，异常和故障时有发生，甚至着火燃烧，造成较大的直接及间接经济损失。现场调查及解剖研究表明，匝间绝缘短路为干式空心电抗器的主要故障形式。近年来，围绕干式空心电抗器的匝间绝缘短路故障问题，国内外学者展开了大量的研究。其中包括故障现象描述及定性分析方面的成果若干；干式空心电抗器的温度场计算及热老化对干式空心电抗器匝间绝缘材料绝缘性能影响方面的成果若干；干式空心电抗器的磁场分布及各种电磁力、机械应力对匝间绝缘材料影响方面的研究成果如干；干式空心电抗器投切过电压及过电压防护措施方面的成果若干；各种过电压对匝间绝缘材料绝缘性能影响方面的研究成果若干；干式空心电抗器匝间绝缘检测方法及装置(离线定期普检)相关研究成果若干。以上研究主要可以概括为三个方面，一是针对干式空心电抗器匝间绝缘故障的成因及机理展开研究，二是针对某些干式空心电抗器匝间绝缘的破坏因素进行针对性防护，三是对运行一段时间的干式空心电抗器进行停电、离线检测(定期普检)。第一个方面的研究成果主要可以为电抗器生产厂家提供参考，企业可以根据该方面的研究成果更改设计及生产工艺，从而降低甚至消除干式空心电力电抗器的匝间绝缘短路故障及其可能导致的燃烧事故。第二个方面的研究成果可以为电力运行部门提供参考，采取一定的防护措施后可以延长干式空心电抗器的使用寿命，但是不能从根本上消除匝间绝缘短路故障及其可能导致的燃烧事故。第三个方面的研究成果——匝间绝缘检测装置可以被电力运行部门采用，查出带有预伏匝间绝缘故障的干式空心电力电抗器并更换新的电抗器，从而降低甚至消除电抗器的匝间绝缘短路故障及其可能导致的燃烧事故，但是使用匝间绝缘检测装置进行干式空心电力电抗器的定期普检耗时、费力、工作量巨大。研究科学有效在线监测方法并开发出相应的满足运行条件的干式空心电抗器匝间绝缘短路故障在线监测系统，用于电抗器运行状态的在线监测。使用匝间绝缘检测装置对被在线监测系统发现的疑似匝间绝缘短路故障干式空心电抗器进行检验，将确定出存在匝间绝缘短路故障的干式空心电抗器退出运行，可以在最大限度的减少电力运行部门员工工作量的前提下避免故障事态的扩大和不必要的损失。