电气设备故障分析与诊断

电气设备状态监测与故障诊断技术沈阳工程学院国哥哥主要内容•第9章：电容型设备的监测与诊断•第15章：金属氧化物避雷器的监测与诊断第一部分监测原理通常绝缘介质的平均击穿场强随其厚度的增加而下降。在较厚的绝缘内设置均压电极，将其分隔为若干份较薄的绝缘，可提高绝缘整体的耐电强度。由于结构上的这一共同点，电力电容器、耦合电容器、电容型套管、电容型电流互感器以及电容型电压互感器等，统称为电容型设备。电容性设备电力电容器电容式套管高压电流互感器（CT）高压电压互感器（PT）电容式电压互感器（CVT）是电力系统中检修数量最大的一类设备，检修项目明确，工作量大。进行在线监测是非常必要的。电力电容器电流互感器（CT）耦合电容器电容式电压互感器（CVT）变压器套管一、常规检测（需要停电）•试验项目测量的量仪表（方法）试验电压绝缘电阻绝缘电阻表1KV、2.5KV、5KV（直）tg、C西林电桥10KV(交)介质损耗所能反映的缺陷绝缘受潮。绝缘脏污。绝缘中存在气隙放电。UUCtgUC代表较多气隙开始放电时所对应的外加电压。tg=f(U)从tg增长的陡度可反映绝缘劣化的程度。二、在线监测1三相不平衡信号的检测1.1三相不平衡电流法（传统）1.2早期的三相不平衡电压法2运行时C及tg的分相检测2.1TV-Cn法2.2数字化测量法(包括四种方法)1.1三相不平衡电流法（传统）测量比例值ddIIIIIk001.2早期的三相不平衡电压法UAUBUCYAYBYCU0RARBRCRr2.1TV-Cn法原理图CNCx2.2数字化测量法数字化测量方法主要包括：1、过零点时差法2、零点电压比较法3、正弦波参数法4、积分法过零点时差法正弦波参数法i=Imsin(ωt+φi)，u=Umsin(ωt+φu)I(t)=D0sinωt+D1cosωtu(t)=C0sinωt+C1cosωt式中，D0=Imcosφi,D1=Imsinφi，C0=Umcosφu,C1=Umsinφuφi=arctan(D1/D0),φu=arctan(C1/C0)在对信号i(t)和u(t)采样，并用最小二乘算法求得D0、D1、C0、C1后，即可由上式算出φ。第二部分故障诊断实例与分析基于贝叶斯网络的电容型设备故障诊断•实例1对型号为LB-110W的电容式电流互感器进行介质损失测量，测量电压为10kV，结果如表4所示。实例1然后，采用2500V摇表测得到1次与2次绕组之间以及1次与地之间的绝缘电阻均为8800MΩ采用500V摇表测得2次绕组之间及2次绕组对地的绝缘电阻数据如表5所示。实例1对其进行局部放电试验当电压升到30kV时电流互感器底部有密集的放电声，继续升压到80kV时，放电声增大且有间歇性，此时测得的放电量为1μC，持续加压10min后放电量减小到0.4μC，放电声没有变化。油中溶解气体的色谱分析结果如表6所示。实例1应用贝叶斯网络方法进行诊断，该电容式电流互感器属于各故障类型的概率结果如表7所示。由表7可知，故障c2的后验概率最大，因此判断该套管故障为绝缘受。由表7可知，故障c2的后验概率最大，因此判断该套管故障为绝缘受潮。实例1结果：将该电流互感器送至厂家，互感器吊芯后发现，由于电流互感器密封不良，一个二次线圈受潮损坏，造成局部放电。可见应用贝叶斯网络进行电容型设备故障诊断的结果与实际吊芯检查的结果相符，本文的诊断方法正确。实例2某公司一只1994年出厂的CRW-110/1250型110kV穿墙套管，在2003年5月21日进行定期预试时，测得电气试验数据如表8所示，油样气相色谱数据如表9所示。实例2应用贝叶斯网络方法进行诊断，该穿墙套管属于各故障类型的概率结果如表10所。由表10可知，故障c4的后验概率最大，因此判断该套管故障为结构缺陷。实例2结果：将该套管和末屏小瓷套打开，发现末屏引出线断裂，可见应用贝叶斯网络进行电容型设备故障诊断的结果与实际吊芯检查的结果相符，本文的诊断方法正确。