GIS特高頻在線監測干擾及抗干擾

國網浙江省電力有限公司檢修分公司 姜 濤 李顯鵬

0 引言

特高頻GIS在線監測體系是一種基于對設備絕緣狀態的在線檢測，避免引起絕緣故障和觸發局部放電的現象，及時發出警報，以避免不必要的損失發生，從而保證電網的持續穩定運行。

特高頻傳感器易于安裝、組件簡單、耐高溫、抗干擾，其靈敏度在強電磁中表現十分突出。主機安置在控制室內，其中采集與數據設置在監控周邊。傳感器在變壓器排油閥邊，可實時監測變壓器進行局部放電[1]。

1 技術機理

在線監測系統由主機、傳感器、信息數據等不同組件完成。它是近年來國內外研制的電氣設備內部檢測的系統，是一項全新的技術。放電信號上調時間和頻譜主要發生在不同的絕緣質介上。依據理論和研究體現出，絕緣油中每一個放電脈沖持續時間短，并且信號能量大都分布在30～1200MHz的波頻范圍內[2]。由特高壓傳感器接收到的脈沖電磁波信號被發送到采集和數據處理單元對信號進行濾波，并將外部干擾分離，包括廣播信號等。數字轉換后，信號通過光纖傳輸到后端主機。變壓器內部的局部放電信號可以連續監測。

目前，對于特高壓GIS監測設備，應進行綜合考慮并采取相應策略以增加監測設備的使用效果，并發揮內部監測的作用，從而為主機的安全穩定運次那個提供安全保障，可以從以下幾點提升GIS局部放電監測質量。

1.1 安全性

傳感器使用無源設計，具有可靠的頻率接地設計。它安置在變壓器零頻電場的區域，以保證操作人員與電力裝置的安全。

1.2 可靠性

使用最新的虛擬信號模式進行識別，集成了多年來積累的局部監測數據。該診斷系統含有150萬套放電信號統計，以完成局部性放電的精確檢測。

1.3 靈敏度

傳感器在280至1400MHz的寬頻帶內呈現出高質的幅頻響應，當靈敏度超過10毫米，遠遠超過CIGRE提出了減少漏失事件的標準。

1.4 免疫力

采用特高頻技術與最新的降噪算法，阻斷不同環境下的噪聲干擾，同時，檢測誤報率應控制在6%以內。

1.5 智能化

主機以光纖為載體，進而傳送系統指令，按期自檢設備記錄相關數據的工作狀態。自動分析部分區域放電信號的數值，并依次識別放電的類型，提供報警閥與運行中的數值報告，同時對監測設備和放電趨勢信息進行探討研究[3]。

2 技術優勢

同其他檢測技術比較。特高頻法局部放電在線監測優點體現如下：

特高頻技術的運用大大的提高了數據采樣率，為更好的收集局部區域的詳細脈沖數據奠定了前提條件，同時更方便與信息的診斷。

在正常的工作環境下，抗電磁干擾系統可以穩定運行。由石英為原材料形成的光纖，自身具有絕緣性。另外，傳感器的監測頻率高，可以有效隔斷變電站帶電裝置發出的電磁干擾，具有較強的抗噪能力。

特高頻發出的電磁波可以準確定位，具有良好的方向性，相比脈沖電流與超聲波技術，可以更精確的對局部進行放電定位。

該技術更易于安裝，將系統自帶的內置傳感器，設置在注入和排出閥門上，設備無需停電，無需改造變壓器結構，將安裝步驟簡化的同時保證其安全性。

3 主要干擾類型及排除

GIS局部放電特高頻檢測中主要存在以下幾類干擾形式：

移動通訊、雷達及發動機等干擾，可以通過不同規格的濾波器對干擾信號進行有效抑制。

變電站架空線上尖端放電干擾，將傳感器緊貼住被測盆式絕緣子，然后用屏蔽服包裹傳感器。

開關操作產生的短時放電干擾，可以根據信號的波形特征和工頻相關性進行識別和消除。

4 典型應用

一些供電局通過運用特高頻法放電系統，成功實現了400kV變電站400kV電力變壓器局部放電在線檢測，并為設備運行提供了安全保障。

該技術的運用是通過在400kV變壓器排水閥處安裝一個內置無源傳感器。另外，傳感器與處理單元間采用寬帶、同軸電纜，以保證信號傳輸的真實性。采集單元通過對信號帶通濾波，分離外部干擾，將A/D進行轉換后進入通道內，標識信號獲得脈沖信號，對本地信號及時處理、妥善保存[4]。采集單元由220V的主機UPS供電，支持多種物理有效鏈接，例如光纖和USB等。在線局部放電檢測和診斷系統收集，分析操作參數，并識別裝置內部放電信號。系統軟件分為狀態監控、漏洞診斷、危害識別，預測漏洞擴大趨勢，為維系工作人員提供有效的檢修措施。

開啟系統后，人工注入的驗證設備有效且靈敏。通過在變壓器外部使用高頻感應天線進行測試，一端設置在高壓管底部周圍，另一端連接地面。高頻感應變壓器在和高電場的連接下除法電壓進行放電。信號由外傳輸到變壓器并由系統捕獲。多項測試表明。此系統可以精確監測變壓器內外部的放電信號[5]。

5 結語

特高頻放電在線系統可以通過內置的超高頻變壓器精確監測變壓器的內部絕緣數據，并以局域網為媒介將信息發送到監控中心，進而實現遠程監控并預測局部放電電源，為裝置的穩定運行提供安全保障。另外，該系統的抗干擾性，與高電壓、高強場的環境極其匹配。

隨著變電站大力開展，該系統取得了良好的成效，實現了對變壓器放電的在線監測。同時，該系統提供各種信息數據，高度的智能化，為及時準確檢測電力變壓器內部漏洞提供技術上的支持。