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[摘 要]变压器套管作为变压器的重要组成部分，在变压器的运行中发挥着至关重要的作用。近年来，随着智能电网的发展及各电网公司对电网安全运行等级的要求，变压器套管在线监测技术得到相应的提高。本文就变压器套管在线监测的设计及应用注意事项进行了探讨。
[关键词]套管在线监测；介损
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0307-01
变压器套管是变压器的重要组成部分，在变压器运行中发挥着至关重要的作用。变压器套管在生产运行过程中，可能存在结构设计不合理，密封性不良、材料中有微小气泡等问题，导到设备在运行过程中发生故障。采用变压器在线监测设备，可实时监控变压器套管的运行状况，及时发现缺陷，保证电力系统的安全运行。
1、变压器套管主要参数
变压器套管的运行状态，可以从末屏电流、等值电容和介损值三个参数体现。末屏电流、等值电容可以反映出套管的绝缘电阻，介损值可以反映出套管是否受潮、老化等性能。
2、变压器套管在线监测方法
变压器套管监测系统，在套管末屏接口附近安装穿心式电流传感器，并在系统中引入套管的PT信号，通过对末屏电流和PT信号的同时采集，分析计算，得出最终的测量结果。
3、变压器套管在线监测关键技术
3.1 PT信号、末屏电流信号同步采集
套管在线监测系统的难点在于介损的计算，介损值被测设备是电压和电流相位夹角余角的正切值。套管介损值基数很小，精度要求很高，国网标准要求测量范围为0.001～0.3，测量误差：±（标准读数*1%+0.001）换算成角度则要求角度误差小于0.057°，约为2'，对应测量时间约为3微秒。所以电压信号、电流信号必须同时采集，采样频率也必须达到一定要求，才能保证计算结果准确。
3.2 末屏电流值的计算
由于电网运行中，存在谐波信号。计算基波电流，宜采用傅立叶算法，提取基波信号计算，可排除谐波信号对测量值影响；若计算全电流，宜采用均方根算法。
3.3 介损值的计算
介损值是被测设备电压和电流相位夹角余角的正切值，可先分别计算出电压信号基波的初始相位和电流信号基波的初始相位，再求出两者的相位差（ψ），继而计算介损值。初始相位计算可采用傅立叶算法。
3.4 等值电容的计算
等值电容，可使用C=I/（2*PI*ω*U）求得。 C为等值电容；I为末屏电流基波电流值的容性分量；ω为母线电压的频率，U为母线基波电压值。末屏电流基波电流值可采用傅立叶算法计算，基波电流的容性分量可用基波电流值乘以sinψ求得，其中ψ为电基波电压和基波电流的相位差；母线电压基波值可采用傅立葉算法计算。
4、变压器套管在线监测应用
4.1现场PT信号的选择
现场实施时，应选择准确级较高的PT信号，因为系统需要对PT信号进行采样分析，若PT信号的准确度低，将会影响对初始相位角和电压值的测量结果，从而增加各个测量参数的误差。
4.2传感器零相位校准
由于生产工艺及材料的关系，每个电流传感器的参数都存在着微小的差别，如传感器的信号变比，传感器的角差等，这些参数都会影响系统的测量精度。在现场实施前，必须先对传感器信号进行校准。
4.3温度对介损值的影响
套管的介损，受环境温度影响很大。随着温度的升高，套管介质内套管出厂时给定的介损值，是换算成20℃下的标准介损值。在实际应用中，在分析软件中应体现20℃下的介损值。
4.4母线电压对介损值的影响
由于主变母线电压会随着变压器负载或线路电压变化而变化，套管上母线电压的变化，也会影响套管介损在线监测值变化。当母线电压升高时，套管内部电场增加，套管内部微水的杂质或水分活动变强，套管的阻性电阻值变小，从而影响介损值的变化。在实际应用时，在分析软件中应体现母线电压介损值的变化关系。
5、结论
变压器套管的末屏电流、等值电容和介损值，是反映套管性能的主要参数。通过变压器套管在线监测，可实时掌握变压器套管的运行状况，及时发现套管缺陷。目前的套管在线监测系统，只实现了对相关参数的监测，没有对各个参数进行统筹分析，把测量结果换算到同一标准进行比较。可以通过提升软件功能，增加测量结果换算到标准环境下比对分析的功能，增加相同测量环境下测量结果比对分析的功能等，为变压器套管提供更准确的状态监测。
参考文献
[1]GB/T 1409-2006 测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗的推荐方法.
[2]GB/T 4109-1999 高压套管技术条件.
[3]Q/GDW 540.3 -2010 变电设备在线监测装置检验规范第3部分电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置.
[4]GB 50150-2016 电气装置安装工程电气设备交接试验标准.
[5]陈石桢，施广宇，张孔林.变压器套管在线监测方法探讨，电工电气，2013 No.6.
[关键词]套管在线监测；介损
中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）08-0307-01
变压器套管是变压器的重要组成部分，在变压器运行中发挥着至关重要的作用。变压器套管在生产运行过程中，可能存在结构设计不合理，密封性不良、材料中有微小气泡等问题，导到设备在运行过程中发生故障。采用变压器在线监测设备，可实时监控变压器套管的运行状况，及时发现缺陷，保证电力系统的安全运行。
1、变压器套管主要参数
变压器套管的运行状态，可以从末屏电流、等值电容和介损值三个参数体现。末屏电流、等值电容可以反映出套管的绝缘电阻，介损值可以反映出套管是否受潮、老化等性能。
2、变压器套管在线监测方法
变压器套管监测系统，在套管末屏接口附近安装穿心式电流传感器，并在系统中引入套管的PT信号，通过对末屏电流和PT信号的同时采集，分析计算，得出最终的测量结果。
3、变压器套管在线监测关键技术
3.1 PT信号、末屏电流信号同步采集
套管在线监测系统的难点在于介损的计算，介损值被测设备是电压和电流相位夹角余角的正切值。套管介损值基数很小，精度要求很高，国网标准要求测量范围为0.001～0.3，测量误差：±（标准读数*1%+0.001）换算成角度则要求角度误差小于0.057°，约为2'，对应测量时间约为3微秒。所以电压信号、电流信号必须同时采集，采样频率也必须达到一定要求，才能保证计算结果准确。
3.2 末屏电流值的计算
由于电网运行中，存在谐波信号。计算基波电流，宜采用傅立叶算法，提取基波信号计算，可排除谐波信号对测量值影响；若计算全电流，宜采用均方根算法。
3.3 介损值的计算
介损值是被测设备电压和电流相位夹角余角的正切值，可先分别计算出电压信号基波的初始相位和电流信号基波的初始相位，再求出两者的相位差（ψ），继而计算介损值。初始相位计算可采用傅立叶算法。
3.4 等值电容的计算
等值电容，可使用C=I/（2*PI*ω*U）求得。 C为等值电容；I为末屏电流基波电流值的容性分量；ω为母线电压的频率，U为母线基波电压值。末屏电流基波电流值可采用傅立叶算法计算，基波电流的容性分量可用基波电流值乘以sinψ求得，其中ψ为电基波电压和基波电流的相位差；母线电压基波值可采用傅立葉算法计算。
4、变压器套管在线监测应用
4.1现场PT信号的选择
现场实施时，应选择准确级较高的PT信号，因为系统需要对PT信号进行采样分析，若PT信号的准确度低，将会影响对初始相位角和电压值的测量结果，从而增加各个测量参数的误差。
4.2传感器零相位校准
由于生产工艺及材料的关系，每个电流传感器的参数都存在着微小的差别，如传感器的信号变比，传感器的角差等，这些参数都会影响系统的测量精度。在现场实施前，必须先对传感器信号进行校准。
4.3温度对介损值的影响
套管的介损，受环境温度影响很大。随着温度的升高，套管介质内套管出厂时给定的介损值，是换算成20℃下的标准介损值。在实际应用中，在分析软件中应体现20℃下的介损值。
4.4母线电压对介损值的影响
由于主变母线电压会随着变压器负载或线路电压变化而变化，套管上母线电压的变化，也会影响套管介损在线监测值变化。当母线电压升高时，套管内部电场增加，套管内部微水的杂质或水分活动变强，套管的阻性电阻值变小，从而影响介损值的变化。在实际应用时，在分析软件中应体现母线电压介损值的变化关系。
5、结论
变压器套管的末屏电流、等值电容和介损值，是反映套管性能的主要参数。通过变压器套管在线监测，可实时掌握变压器套管的运行状况，及时发现套管缺陷。目前的套管在线监测系统，只实现了对相关参数的监测，没有对各个参数进行统筹分析，把测量结果换算到同一标准进行比较。可以通过提升软件功能，增加测量结果换算到标准环境下比对分析的功能，增加相同测量环境下测量结果比对分析的功能等，为变压器套管提供更准确的状态监测。
参考文献
[1]GB/T 1409-2006 测量电气绝缘材料在工频、音频、高频下电容率和介质损耗的推荐方法.
[2]GB/T 4109-1999 高压套管技术条件.
[3]Q/GDW 540.3 -2010 变电设备在线监测装置检验规范第3部分电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置.
[4]GB 50150-2016 电气装置安装工程电气设备交接试验标准.
[5]陈石桢，施广宇，张孔林.变压器套管在线监测方法探讨，电工电气，2013 No.6.