第４２卷 ２０１４年ｌ２月 云南电力技术 Ｖｏ１．４２ Ｎｏ．增刊 Ｄｅｃ．２０１４ ＹＵＮＮＡＮ ＥＬＥＣＴＲＩＣ Ｐ０ＷＥＲ 带电扫频导纳测试在故障检测中的应用 孙利雄 （云南电网公司保山供电局，云南保山６７８０００） 摘要：简述了不停电检测ＣＴ及其二次回路故障隐患的必要性，介绍了传统主流的导纳故障分析方法，提出基于导纳谱 值响应分析测试方法，并研究了导纳谱的基本原理、应用特点和分析方法，结合了实际应用，分析了该技术应用推广的 实用价值。 关键词：ＣＴ、导纳、导纳谱、故障、隐患 中图分类号：ＴＭ８３ 文献标识码：Ｂ 文章编号：１００６—７３４５（２０１４）增刊一００４４—０３ Ｏ前言 电流互感器（ＣＴ）在电力系统中应用广泛． 线导纳法是一种低信号试验法，既可以避免对ＣＴ 的损伤，也可以起到快速测试和发现故障隐患的 目地。这里提出的导纳谱值响应的方法，即导纳 法的改进和延伸，通过在现场测试的反复验证， 是电力系统中关键的电流变换器件，通过变换隔 离了高电压和大电流，为二次测量、保护和计量 等提供专用的电流。经电流互感器变换后电流的 精准性，直接影响到电力系统继电保护装置正确 动作和电力电量计量的准确性。运行中的ＣＴ在 综合因素的影响其性能会发生变化，常规检查ＣＴ 检查方法主要是通过定期停电来测试，检查时间、 检查频次往往受到停电的限制，检查时电网的运 该方法具有安全性高、故障响应快速、无需高压 接触、故障覆盖面宽等优势，文中重点将此方法 的研究经验进行论述。 ２在线导纳测试的基本原理 从学术文献看，最早应用带电导纳测试的ＣＴ 故障诊断源于澳大利亚维多利亚电气学会应用工 程论文…．我国最早见的在线导纳测试技术的报 导见于２００４年＿２ｊ，该方法至今已有较为广泛的应 行方式也受到影响，设备的可用系数和供电的可 靠率也将受到影响。 不停电开展带电检查技术得到了快速发展． 基于导纳谱值响应分析测试方法正是在这方面研 用，获得一定程度的认可。 究出来的一种新的检查方法。导纳谱在设备运行 的各个阶段都能有效地反应设备存在的隐患．应 用导纳检查技术检查设备，可以及时掌握设备运 凹 Ｌ 行性能和指标．对于加强设备全生命周期管理． 能 表 提供设备的运行水平都将起着积极的影响。 １ ＣＴ及二次回路故障隐患 目前．除了常规的负载伏安特性测试、直流 电阻、励磁特性、变比及精度校验外，还发展了 各种带电检测技术，具体的使用中各有特点：励 图１在线导纳测试 在线导纳测试是基于一种工频抑制的有源试 验技术，通过不停电给ＣＴ及二次回路注入测试 信号来计算响应阻抗的方法，从而来判断测试回 磁特性不停电试验，由于需要抬高二次绝缘电压， 备受应用争议，目前应用不多；回路电流监测主 要针对系统线路故障，很难发现直接的ｃＴ及二 次回路故障及隐患；负荷监控、振动、温度等主 要通过明显的已发故障进行判断，识别的范围有 限；温度监测，主要针对接头和绕组部分的明显 路是否异常。由于二次回路的ｃＴ及二次线路、 负载表计等都是二次回路等效阻抗的重要部件， 因此通过阻抗判断来跟踪和诊断回路各部件的状 态异常很快得到了应用实施。 ｙ＝ ＝ｃ－ｊ８ （１） 故障，对于接触不良等事故隐患灵敏度不高。在 ４４ 如式（１），ｙ为导纳复值，可分解为电纳和 第４２卷 带电扫频导纳测试在故障检测中的应用 ２０１４年增刊 电导，根据故障的严重程度和故障类型，导纳的 参值变化体现在电纳和电导上的程度也不同。文 献［１］对不同故障下导纳模值、电纳、电导的 关系进行了比较分析，并未证明在特定故障下存 目前，导纳测试主要采用固定点异频法（如 １．６ ｋＨｚ）测试阻抗及阻抗角．根据阻抗角的变化 建立特征数据库，从而快速发现设备存在的隐患 和故障。通过实验比对，分析了导纳法与传统方 法的测试效果，结果发现导纳法的灵敏度明显高 在明显的故障和比例等同关系。 ３ 在线导纳测试的应用现状 ３．１ 导纳测试的应用效果 于其他方法，比较数据见表１。 表１ 导纳法的灵敏度比较验证 从表１中可以看出，导纳测试法对发现设备 的早期隐患有着明显的优势，针对早期故障导纳 法的灵敏度明显高于其他方法。采用局部放电、 有限。由于受制造封装工艺、铁芯材料、线圈横 截面积、绝缘厚度的影响，故障表现的特征频率 点会存在较大差异，因此采用较宽频带的导纳响 应具有更高的应用价值。 ４．１ 宽频导纳测试方法 温升、谐波等方法检查设备的缺陷或故障，需要 故障发展累积到一定程度检查效果才明显，而此 时设备的健康状况已经相当严重，甚至已经影响 导纳法主要通过导纳及相角分析，由于现场 设备使用寿命。 ３．２宽频导纳测试的研究 测试可能受谐波影响，单个频率点的数据本身存 在不稳定性，可能增大故障分析的不确定性形成 误判。故此本篇针对这些不足．提出的宽频导纳 响应重点解决以下问题： 引起设备参数变化的因素很大，有的是受环 境影响破坏，有的是设备本身的缺陷造成，还有 的是由于设备长期运行中受到温升、负荷、谐波 等综合因素影响．导纳谱能一定程度上反映了ｃＴ 及二次回路的等效参数变化。 国外针对导纳谱用于高压设备的老化寿命研 究已有数十年历史，典型如瑞典皇家工学院 ＫＴＨ，美国可靠性协会ＮＲＣ．美国电科院ＥＰＲＩ １）将单点频率的测试扩展为宽频带的响应 测试，采用ＩＥＥＥ Ｃ５７．１３．１导则推荐使用１ ｋ ２ ｋ范围的测试信号。 ２）将依靠单点频率测试值的分析方法拓展 为依靠频率响应曲线的趋势分析。可以较好的抑 制单个频率点的异常跳变的影响。 等，其中美国电科院和美国国家能源技术中心 ＮＥＥＴＲＡＣ于２００３年即开展了为期４年的阻抗响 应在线试验技术，取得了一定效果。目前，宽频 ３）结合三相的图谱判断，分别建立导纳响 应、相角频率响应、励磁功率响应三种特性曲线 的三相比对测试，可以提高故障的定性判断。 ４．２ 宽频导纳测试的内容及故障程度 导纳测试的方法不仅可方便用于ＣＴ及二次回路 的快速现场巡查，而且还可以用于在线监测领域， ４．２．１模值频率特性Ｙ—Ｆ曲线 以便及时跟踪设备状态发现故障隐患。 ４宽频导纳响应测试方法 目前，导纳测试技术主要是基于固定频率点 Ｙ－Ｆ曲线主要通过整体导纳模值的变化分析 三相ＣＴ及回路间的比对。可以通过该曲线进行 粗略的分析，进行有无故障、故障严重程度的 判断。 （如１．６ ｋＨｚ），该技术在对于故障检查的覆盖面 ４．２．２相角频率特性 一Ｆ曲线 ４５