套管介損在線監(jiān)測測量誤差及其影響因素試驗研究
周丹1，馬志欽1，楊賢1，溫愛輝2，靳宇暉1，姜爍1
（1 廣東省電力裝備可靠性企業(yè)重點實驗室（廣東電網有限責任公司電力科學研究院），廣東 廣州 510080；2 廣東電網有限責任公司，廣東 廣州 510060）
摘 要：結合工程實際，分析了介質損耗角正切值tanδ在線監(jiān)測的誤差影響因素。建立了考慮多元件參量包括套管、電流傳感器、信號通道以及信號調理單元的復雜等值電路模型，通過試驗得到了電路模型中主要的等效電氣參數。搭建了高、低壓試驗平臺以模擬套管介損測量，模擬在復雜電磁及大氣環(huán)境下傳感器接線方式、空間電磁場對測量回路以及tanδ測量結果的影響，結合電路仿真分析了溫、濕度對電流傳感器測量角差的影響規(guī)律，通過老化試驗，研究了元器件老化對信號調理單元等值電氣參數和輸出相差的影響。理論分析和實驗結果驗證了多因素對測量二次系統(tǒng)的影響是導致測量結果波動的主要原因。
關鍵詞：套管；介質損耗角正切值；在線監(jiān)測；電路模型；誤差分析
中圖分類號：TM216+.5；TM835.4 文獻標識碼：A 文章編號：1007-3175(2020)08-0022-06
Experimental Research on Measurement Errors and Its Influencing Factors for On-Line
Tan Delta Monitoring of High-Voltage Bushings
ZHOU Dan1, MA Zhi-qin1, YANG Xian1, WEN Ai-hui2, JIN Yu-hui1, JIANG Shuo1
（1 Guangdong Key Laboratory of Electric Power Equipment Reliability (Electric Power Research Institute of Guangdong Power Grid Co., Ltd), Guangzhou 510080, China; 2 Guangdong Power Grid Co., Ltd, Guangzhou 510060, China）
Abstract: In this paper, combined with engineering practice, the factors affecting the error of online monitoring of the dielectric loss tangent value tanδ are analyzed. A complex equivalent circuit model considering multi-component parameters including bushings, current sensors, signal channels and signal conditioning units is established, and the main equivalent electrical parameters in the circuit model are obtained through experiments.A high and low voltage test platform was built to simulate the casing dielectric loss measurement, simulate the sensor wiring method under complex electromagnetic and atmospheric environments, the influence of the space electromagnetic field on the measurement loop and the tanδ measurement results, and combined with circuit simulation, the influence of temperature and humidity on the angle difference measured by the current sensor is analyzed. Through the aging test, the influence of component aging on the equivalent electrical parameters and output phase difference of the signal conditioning unit is studied. Theoretical analysis and experimental results verify that the influence of multiple factors on the measurement secondary system is the main reason for the fluctuation of the measurement results.
Key words: bushings; dielectric loss tangent tan δ; on-line monitoring; circuit model; error analysis
參考文獻
[1] 王世閣. 變壓器套管故障狀況及其分析[J]. 變壓器，2002，39(7)：35-40.
[2] 任曉紅，王偉，鄭健康，等.500 kV變壓器套管典型故障及分析[J]. 高電壓技術，2008，34(11)：2513-2516.
[3] 杜永永. 基于頻域介電響應的油紙電容式套管受潮和老化狀態(tài)評估[D]. 重慶：重慶大學，2017.
[4] 王昌長，李福祺，高勝友. 電力設備的在線監(jiān)測與故障診斷[M]. 北京：清華大學出版社，2006.
[5] 袁飛. 容性設備介損測量算法的對比與改進[J].電工電氣，2015(4)：10-14.
[6] 付煒平. 電容型設備絕緣的現(xiàn)場帶電檢測[J]. 高電壓技術，2006，32(1)：111-113.
[7] 李亞偉，劉念，潘志強，等. 容性設備的故障診斷技術[J]. 四川電力技術，2006，29(5)：57-60.
[8] SUN C X, LI Jian,ZHENG H P, et al.A New Method of Faulty Insulation Diagnosis in Power Transformer Based on Degree of Area Incidence Analysis[J].Power System Technology，2002，26(7)：24-29.
[9] 陳卓，劉念，薄麗雅. 電力設備狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷[J]. 高電壓技術，2005，31(4)：46-48.
[10] 王紅斌，陳忠東，林春耀. 繞組結構對介質損耗測量的影響分析[J]. 廣東電力，2006，19(7)：8-10.
[11] 王卓，黃新波，鄧凸，等. 變壓器套管介質損耗在線監(jiān)測裝置[J]. 廣東電力，2013，26(4)：72-76.
[12] 夏健，丁衛(wèi)東，孫旭東，等. 基于數據分析的變壓器套管新型在線監(jiān)測預警策略研究[J]. 高壓電器，2018，54(9)：171-176.
[13] 李斐明，張慧軍，臧春艷，等. 高壓套管運行狀態(tài)的一種主客觀融合評價方法[J]. 高壓電器，2018，54(8)：218-224.
[14] 張伏生，耿中行，葛耀中. 電力系統(tǒng)諧波分析的高精度FFT算法[J]. 中國電機工程學報，1999，19(3)：63-66.
[15] 律方成，晁紅軍，徐志鈕，等. 介質損耗數字化測量方法綜述[J]. 華北電力大學學報（自然科學版），2008，35(6)：21-26.
[16] 徐志鈕，律方成，趙麗娟. 基于加漢寧窗插值的諧波分析法用于介損角測量的分析[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2006，30(2)：81-85.
[17] 徐志鈕，律方成，李和明. 加Blackman-Harris 窗插值算法仿真介損角測量[J]. 高電壓技術，2007，33(3)：104-108.
[18] JAIN V K, COLLINS W L, DAVIS D C.High-accuracy analog measurements via interpolated FFT[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement，1979，28(2)：113-122.
[19] HARRIS F J. On the use of windows for harmonic analysis with the discrete Fourier transform[J].Proceedings of the IEEE，1978，66(1)：51-83.
[20] GRANDKE T.Interpolation algorithms for discrete Fourier transforms of weighted signals[J]. IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement，1983，32(2)：350-355.
