利用現(xiàn)有變電站監(jiān)控系統(tǒng)進行CVT電容量在線檢測

閻勝楠　高航　魏占同

摘 要：文章論述了利用變電站監(jiān)控系統(tǒng)的模擬量采集功能和數(shù)據(jù)分析能力；對全站CVT二次輸出電壓進行實時比對、分析計算查找出存在問題和隱患CVT的可行性和實施算法。

關(guān)鍵詞：在線檢測；CVT；數(shù)值分析

隨著狀態(tài)性檢修模式在國網(wǎng)系統(tǒng)的全面推行，設(shè)備的在線檢測手段將發(fā)揮日趨重要的作用。變電站運行電氣設(shè)備絕緣狀況的監(jiān)測，通?？刹捎眉校ü潭ǎ┰诰€監(jiān)測和分散（便攜）在線檢測兩種方式實現(xiàn)。集中式在線監(jiān)測方式能夠隨時了解反映設(shè)備絕緣異常的特征參量，便于實現(xiàn)自動化管理，但投資相對較大，且需要定期維護；對于分散式在線檢測方式相對投資較少、針對性更強，便于維護和更新，但同樣要要預(yù)先在電氣設(shè)備上安裝取樣保護單元，并購買便攜式帶電檢測儀器，并定期對運行中電氣的設(shè)備進行帶電檢測。

對于CVT我們可以考慮用另一種思路來進行檢測；通過對其二次輸出電壓進行數(shù)值分析來在線監(jiān)測其主電容的變化情況。

1 現(xiàn)有容性設(shè)備在線檢測裝置分析

現(xiàn)有的容性設(shè)備及避雷器在線檢測儀，雖然可用于帶電檢測容性電氣設(shè)備（套管、CT、CVT、耦合電容器）的介質(zhì)損耗、電容量和氧化鋅避雷器的阻性電流、全電流等絕緣參數(shù)，但需要配備專用儀器和現(xiàn)場施工接線。設(shè)備檢測的結(jié)果受儀器性能、現(xiàn)場干擾、施工工藝等多方面因素影響。

CVT的在線監(jiān)測由于有電磁單元的影響，不能準確測出主電容的介損和電容量。只能測得參考電流，如果只在C2末端測量主電容的電流，則反映出來的介損數(shù)值大約為17%如果把電磁PT的接地線電流同時引入測量，則介損數(shù)值大約是4%-7%，而實際的介損數(shù)值都是在0.1%左右。因此對CVT的在線監(jiān)測不能追求準確度，應(yīng)該以初始為參考，進行比較判斷。

2 利用監(jiān)控系統(tǒng)電壓采集功能分析CVT二次輸出電壓的可行性

電力系統(tǒng)在運行中各節(jié)點的電壓均應(yīng)保持在一個額定電壓上在小范圍內(nèi)不斷波動；利用傳統(tǒng)表計和人工觀察難以區(qū)分電容量引起的二次電壓變化和系統(tǒng)電壓的變化帶來的二次電壓變化。電容的劣化通常都是一個逐步發(fā)展的過程；使用常規(guī)手段就更加難以發(fā)現(xiàn)；當保護裝置告警或信號回路動作時，故障已經(jīng)發(fā)展到了相當嚴重的階段了；CVT很可能要被迫退出運行。

如果我們利用現(xiàn)有廣泛應(yīng)用的變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集功能和服務(wù)器運算分析能力，應(yīng)該能夠解決以上問題。現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)測控單元對于模擬量的采集更新周期通常為2-3分鐘；而CVT內(nèi)電容劣化的過程為數(shù)十天或更長的周期，此采用頻度完全足夠要求。監(jiān)控系統(tǒng)測控單元的電壓量采集精度可以達到0.01V；電容劣化導(dǎo)致CVT二次輸出電壓的變化可達到幾個伏特；由此可見監(jiān)控系統(tǒng)的采樣精度完全可以滿足要求。監(jiān)控系統(tǒng)CPU的負荷率通常在5%以下；進行對CVT二次電壓的分析將不會影響監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)負荷。

3 對數(shù)值分析算法的探討

可以考慮用如下方式來對CVT輸出的二次電壓進行數(shù)值分析；測控單元接入的電壓量為Ua、Ub、Uc和N；我們可以從兩方面來分析CVT輸出的二次電壓；其一是同組CVT間的各相之間做比較分析；其二是全站各臺CVT輸出的同相別電壓做比較分析。

首先，可用將采集的每組、每臺CVT輸出的相電壓除以57.74；以此比值作為數(shù)據(jù)分析對象。

以T0時刻作為初始時刻；記錄并存儲全站每組、每臺電壓CVT輸出相電壓的采樣值與額定電壓之比作為Ua01；“a”代表相別；“0”代表時刻；“1”代表安裝位置；“N”標示全站CVT組數(shù)。

在下一個時刻T1，再次記錄全站CVT相電壓Ua11；用Ua11- Ua01記錄為Δua11；T2時刻記錄全站CVT相電壓Ua21；用Ua21- Ua11記錄為Δua21；以此類推得到全站各個位置CVT二次輸出電壓量以時間排序的偏移量Δua11、Δua21、Δua31序列值數(shù)值；并可生成以時間為橫軸的電壓變化趨勢曲線。對于每相全站CVT可以生產(chǎn)N條電壓變化趨勢曲線。

對于T1時刻用Δua11與站全其它安裝位置CVT電壓偏差量Δua12、Δua13、Δua14、……Δua1N分別做差；得到T1時刻的位置電壓偏差序列用ΔuaT0-1P1-2、Δua T0-1P1-3、Δua T0-1P1-4、……Δua T0-1P1-N表示。

對于T2時刻用Δua21與站全其它安裝位置CVT電壓偏差量Δua22、Δua23、Δua24、……Δua2N分別做差；得到T2時刻的位置電壓偏差序列用Δua T1-2P1-2、ΔuaT1-2P1-3、ΔuaT1-2P1-4、……ΔuaT1-2P1-N表示。

以此類推可以得到N-1條，以時間為軸的安裝位置電壓偏差量曲線。

其次，對于系統(tǒng)電壓波動引起的全站CVT二次輸出電壓變化；全站的各相電壓的N條電壓變化趨勢曲線應(yīng)保持一定的一致性；如相同的變化方向、變化速率等；對于每相的N-1條安裝位置電壓偏差量曲線應(yīng)保持為一條數(shù)值在小范圍內(nèi)波動的直線；如果全站CVT二次輸出電壓滿足以上規(guī)律時，可以認為全站CVT中的電容沒有發(fā)生損壞。一旦以上規(guī)律被逐漸破壞就可以判斷CVT的二次輸出電壓出現(xiàn)異常或監(jiān)控系統(tǒng)電壓采集模塊發(fā)生問題。

4 結(jié)束語

在充分利用現(xiàn)有監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集和分析能力的基礎(chǔ)上，增加對CVT二次輸出電壓的數(shù)據(jù)分析功能；用來發(fā)現(xiàn)CVT運行中可能出現(xiàn)的電容量變化，為采用其它手段檢測或準備事故搶修給出提示；未嘗不是一種有益的嘗試。

作者簡介：閻勝楠（1982，3-），男，2004年畢業(yè)于沈陽工程學院，專業(yè)為電氣工程及其自動化，目前從事變電運行工作。

高航（1981，6-），男，2004年畢業(yè)于長春工程學院，專業(yè)為電氣工程及其自動化，目前從事變電運行工作。

魏占同（1988，9-），男，2010年畢業(yè)于長春工程學院，專業(yè)為電氣工程及其自動化，目前從事變電運行工作。