用于监控用于交流电网的电容型套管的方法和设备技术

本发明专利技术涉及一种用于监控用于交流电网的电容型套管(2a、2b、2c)，其中，交流电网具有第一、第二和第三相(A、B、C)并且包括：第一电网线路(5a)，第一相和第一电容型套管(2a)配设给第一电网线路并且在第一电网线路上施加第一电网电压，第二电网线路(5b)，第二相和第二电容型套管(2b)配设给第二电网线路并且在第二电网线路上施加第二电网电压，第三电网线路(5c)，第三相和第三电容型套管(2c)配设给第三电网线路并且在第三电网线路上施加第三电网电压；‑每一个所述电容型套管包括：与所配设的电网线路连接的导体(4)，包围所述导体的能导电的箔片(3)；针对所述相中的每一个相在预先确定的起始时刻(t0)上为表征相应的电容型套管的特征参量求出相应的特征值；在起始时刻(t0)后的预先确定的晚些的时刻(tn)上，根据相应的特征值和/或其余的特征值中的至少一个特征值为特征参量求出相应的标准化的特征值；检验标准化的特征值是否已经不允许地改变。

Method and equipment for monitoring capacitive bushing used in AC power network

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监控用于交流电网的电容型套管的方法和设备
本专利技术涉及用于监控用于交流电网的电容型套管的方法和设备。
技术介绍
下文中，表述“A连接在B上”相当于表述“A与B连接”，表述“A与B连接”包含了“A直接与B导电地连接”和“A间接地、即通过C与B导电地连接”的意义，并且表述“A连接在B上”具有“A直接与B导电地连接”的意义。用于交流电网的电气设备，例如功率变压器和电抗器，通常借助电容型套管连接在交流电网的电网线路上。已知以如下方式来监控这些电容型套管，即，检查在运行中电容型套管的电容和损耗系数。有待监控的电容型套管的电容和损耗系数在运行中测得的测量值在实践中经常偏离在工厂检查中在制造电容型套管后不久所求出的测量值。这些偏差使得很难评估针对在运行中的监控所测得的测量值或很难将所测得的测量值与极限值或容差值进行对比。现在阐释这些偏差的原因。电容型套管的工厂检查通常在制造商中在较小的油罐内执行，而电容型套管在运行中则处在大得多的油容器中，例如处在功率变压器的油箱中。测量环境的这种变化会在同样的测试对象中引起不同的杂散电容和不同的测量值。电容型套管的工厂检查大多在室温下发生，而电容型套管在运行中则承受至少50℃的高得多的运行温度。因此与温度相关的特征参量、特别是损耗系数明显改变。电容型套管在工厂检查中直接在制造后就进行检查，而电容型套管在装入到电气设备中之后则可能在准备阶段中由于伴随运行的压力因数而受负荷。因此例如形成在外壳上的杂质层决定性地影响了损耗系数的测量值。DE19519230C1说明了用于针对高电压的电容型套管的监控方法和监控设备，所述电容型套管在其电容器夹层之间具有用于分压的抽头。在所述方法中规定：将分压输送给检测装置，所述检测装置监控分压的变化；储存分压的变化和对此的时间信息；求出在至少两个变化之间的时间间隔；以及产生对应分压变化的频率的故障信号。所述设备包括：检测装置，在检测装置中监控分压的变化；存储器，在存储器中储存着分压的变化和对此的时间信息；计算部件，用计算部件求出在至少两个变化之间的时间间隔；以及用于产生故障信号的器件，其中，产生与分压变化的频率成比例的故障信号。抽头经由测量套管借助测量导线引导给检测装置。所述抽头提供了分压，所述分压相应于施加在电容型套管的内部上的高压的反映。因为在这种公知的监控方法和这种公知的监控设备中，施加在电容型套管上的高压影响测量信号并且可能强烈地波动，所以在抽头上检测到的测量值可能强烈地波动。因此无法确保对电容型套管的可靠的监控。DE10037432A1说明了用于监控用运行电压加载的电容型套管的方法和设备，在该电容型套管中，通过导电的夹层形成了分压器。在这种方法中规定，用与所述夹层连接的测量抽头和用地电势检测电气测量参量的至少一个测量值并且储存该至少一个测量值，其中，在检测所述至少一个测量值之后，在测量抽头和地电势之间的阻抗发生了改变并且用所述测量抽头和所述地电势检测然后形成的测量信号的至少一个信号值并且储存该至少一个信号值，其中，在检测一个测量值的时刻和检测一个信号值的时刻之间的时间间隔如此设定大小，使得在两个时刻之间的运行电压的可能的变化是能忽略的，其中，借助测量值和信号值通过求商求出特征参量，该特征参量与预定的额定值相比较，以及其中，在特征参量偏离预定的额定值时形成了表明电容型套管故障的测量信号。在这种设备中设有与夹层连接的测量抽头，该测量抽头与测量装置连接以用于检测电气的测量参量，其中，在测量抽头和地电势之间存在的阻抗包含了一种阻抗装置，为该阻抗装置配设开关装置。所述阻抗装置具有固定阻抗，固定阻抗能通过开关装置连接到测量抽头上并且能与该测量抽头分离。开关装置与控制装置连接。为了监控电容型套管，阻抗装置先是处在第一测量状态，在第一测量状态中，开关装置打开并且固定阻抗没有与测量抽头连接。在该第一测量状态中，在第一时刻上检测电气的测量参量的一个测量值并且将该测量值储存在测量装置内的存储器中。所述测量参量在此是在测量抽头上相对地电势所施加的电压。在阻抗装置的这种测量状态中，阻抗通过电容和测量设备的内电阻的并联电路形成。在这种测量状态下的阻抗被称为未经改变的阻抗。在检测测量参量之后，阻抗装置设置处于第二测量状态。为此，控制装置通过开关装置经控制地设置处于关闭的状态。固定阻抗因此现在导电地与测量抽头连接。阻抗现在通过电容、测量装置的内电阻和固定阻抗的并联电路形成。在第二测量状态中，现在在第二时刻上用测量装置来检测所形成的测量信号的信号值并且同样储存该信号值。所述测量信号是在测量抽头上相对地电势所施加的电压。在第二测量状态中的阻抗被称为已改变的阻抗。因为在这种公知的方法和这种公知的设备中，施加在电容型套管上的运行电压会影响测量信号并且可能强烈地波动，所以在测量抽头上检测到的测量值可能强烈地波动。因此无法确保可靠地监控电容型套管。DE3601934C2说明了一种在三相交流电网中的大型变压器中永久监控的电容型套管装置。这种电容型套管装置包括三个电容型套管，在所述三个电容型套管中，每一个电容型套管包括带有嵌入的电容器箔片的卷绕体。这种电容型套管装置包括各一个测量接头，该测量接头与最后的外部的电容器箔片连接。这种电容型套管装置包括在最后的外部的电容器箔片和每个套管的接地法兰之间的外部的法兰电容。在这种电容型套管装置中规定，三个电容型套管的测量接头通过各一个均衡电容器连接成一个假想的星形点，该星形点能调整到地电势，其中，在假想的星形点和地电势之间布置着测量装置。规定测量装置与触发装置连接，触发装置在电容器箔片的电容变化时关断整个装置。US4757263A说明了，为了监控高压套管的绝缘特性而确定电容值。WO2015071253A1说明了用于监控用于三相交流电网的电容型套管的方法和设备，其中，每个电容型套管具有：导体，该导体与交流电网的其中一个电网线路连接；能导电的箔片(Belag)，该箔片包围导体。所述方法包括下列步骤：-为每个电容型套管求出上电容和下电容；-在每个电容型套管上检测和/或测量测量电压，所述测量电压施加在相应的箔片和接地电势之间；-为每个电容型套管计算实际电容，所述实际电容与相应的测量电压、相应的下电容以及与其它电容型套管中的其中一个电容型套管的测量电压、下电容和上电容相关；-针对每个电容型套管将相应的上电容与相应的实际电容相比较；-产生与电容比较的结果相关的监控信号。在这种公知的方法和这种公知的设备中将电容型套管的上电容以及电容型套管的实际电容在运行中相互比较。若实际电容发生改变，那么可以推断出相应的电容型套管受损。
技术实现思路
在这种背景下，本专利技术建议了独立权利要求的技术方案。本专利技术的有利的实施方式在从属权利要求中说明。按照第一方面，本专利技术建议了一种用于监控用于交流电网的电容型套管的方法，其中，-交流电网具有第一相、第二相和第三相并且包括：·第一电网线路，第一相和第一电容型套管配设给该第一电网线路并且在该第一电网线路上施加第一电网电压，·第二电网线路，第二相和第二电容型套管配设给该第二电网线路并且在该第二电网线路上施加第二电网电压，·第三电网线路，第三相和第三电容型套管配设给该第三电网线路并且在该第三电网线路上施加第三电网电压；-每一个这种电容型套管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于监控用于交流电网的电容型套管(2a、2b、2c)的方法，其中，‑所述交流电网具有第一相(A)、第二相(B)和第三相(C)并且包括·第一电网线路(5a)，第一相(A)和第一电容型套管(2a)配设给第一电网线路并且在第一电网线路上施加第一电网电压，·第二电网线路(5b)，第二相(B)和第二电容型套管(2b)配设给第二电网线路并且在第二电网线路上施加第二电网电压，·第三电网线路(5c)，第三相(C)和第三电容型套管(2c)配设给第三电网线路并且在第三电网线路上施加第三电网电压；‑每一个所述电容型套管(2a、2b、2c)包括：·与所配设的电网线路(5a、5b、5c)连接的导体(4)，·包围所述导体(4)的能导电的箔片(3)；‑针对所述相(A、B、C)中的每一个相·在预先确定的起始时刻(t0)上为表征相应的电容型套管(2a、2b、2c)的特征参量求出相应的特征值；·在起始时刻(t0)后的预先确定的晚些的时刻(tn)上，根据相应的特征值和/或其余的特征值中的至少一个特征值为特征参量求出相应的标准化的特征值；·检验标准化的特征值是否已经不允许地改变。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.02.28 DE 102017104109.51.一种用于监控用于交流电网的电容型套管(2a、2b、2c)的方法，其中，-所述交流电网具有第一相(A)、第二相(B)和第三相(C)并且包括·第一电网线路(5a)，第一相(A)和第一电容型套管(2a)配设给第一电网线路并且在第一电网线路上施加第一电网电压，·第二电网线路(5b)，第二相(B)和第二电容型套管(2b)配设给第二电网线路并且在第二电网线路上施加第二电网电压，·第三电网线路(5c)，第三相(C)和第三电容型套管(2c)配设给第三电网线路并且在第三电网线路上施加第三电网电压；-每一个所述电容型套管(2a、2b、2c)包括：·与所配设的电网线路(5a、5b、5c)连接的导体(4)，·包围所述导体(4)的能导电的箔片(3)；-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·在预先确定的起始时刻(t0)上为表征相应的电容型套管(2a、2b、2c)的特征参量求出相应的特征值；·在起始时刻(t0)后的预先确定的晚些的时刻(tn)上，根据相应的特征值和/或其余的特征值中的至少一个特征值为特征参量求出相应的标准化的特征值；·检验标准化的特征值是否已经不允许地改变。2.按照权利要求1所述的方法，其中，-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·在起始时刻(t0)之后的一个或所述预先确定的晚些的时刻(tn)上，为所述特征参量求出相应的晚些的特征值；·额外根据相应的晚些的特征值和/或其余的晚些的特征值中的至少一个特征值求出标准化的特征值。3.按照权利要求1所述的或按照前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·在所述起始时刻(t0)上，为参考电压求出相应的起始参考电压值；·额外根据相应的起始参考电压值和/或其余起始参考电压值中的至少一个起始参考电压值求出标准化的特征值。4.按照权利要求1所述的或前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-每个参考电压均与相应的电网电压相关。5.按照权利要求4所述的方法，其中，-每个参考电压是相应的电网电压；-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·在所述起始时刻(t0)上检测电网电压并且求出相应的起始电网电压值；·起始电网电压值形成了相应的起始参考电压值。6.按照权利要求4所述的方法，其中，-为所述第一电网线路(5a)配设第一并联电容型套管(2a′)；-为所述第二电网线路(5b)配设第二并联电容型套管(2b′)；-为所述第三电网线路(5c)配设第三并联电容型套管(2c′)；-所述并联电容型套管(2a′、2b′、2c′)中的每一个并联电容型套管包括：·与所配设的电网线路(5a、5b、5c)连接的导体(4)，·包围所述导体(4)的能导电的箔片(3)；-每个参考电压是并联箔片电压，该并联箔片电压施加在相应的并联电容型套管的箔片(3)和接地电势(13)之间；-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·在所述起始时刻(t0)上检测并联箔片电压并且求出相应的起始并联箔片电压值；·起始并联箔片电压值形成了相应的起始参考电压值。7.按照权利要求1所述的或前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·所述参考电压是恒定电压，为所述恒定电压预先确定相应的恒定电压值。8.按照权利要求1所述的或前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·在所述起始时刻(t0)上检测施加在相应的箔片(3)和接地电势(13)之间的箔片电压并且求出相应的起始箔片电压值；·额外根据相应的起始箔片电压值和/或其余的起始箔片电压值中的至少一个起始箔片电压值求出标准化的特征值。9.按照权利要求1所述的或前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-测量装置(7)联接到所述箔片(3)上并且能够针对所述相(A、B、C)中的每一个相检测施加在相应的箔片(3)和接地电势(13)之间的箔片电压；-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·外电容器(La、Lb、Lc)由相应的箔片(3)和接地电势(13)形成；·下电压电容器(Ja、Jb、Jc)由并联电路形成，所述并联电路包括测量装置(7)和外电容器；·在所述起始时刻(t0)上为下电压电容器的下电容求出相应的下电容值；·额外根据相应的下电容值和/或其余下电容值中的至少一个下电容值求出标准化的特征值。10.按照权利要求1所述的或前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-针对所述相(A、B、C)中的每一个相·由相应的箔片(3)和导体(4)形成上电压电容器(Ka、Kb、Kc)；·相应的特征参量是相应的上电压电容器的上电容并且相应的特征值是相应的上电容值；-在所述晚些的时刻(tn)上针对所述相(A、B、C)中的每一个相·检测箔片电压并且求出相应的晚些的箔片电压值；-根据下列公式计算出所述第一电容型套管(2a)的标准化的上电容值：其中，其中，Ka是预先确定的恒定不变的或可变的第一修正值；和/或-根据下列公式计算第二电容型套管(2b)的标准化的上电容值：其中，其中，Kb是预先确定的恒定不变的或可变的第二修正值；和/或-根据下列公式计算第三电容型套管(2c)的标准化的上电容值：其中，其中，Kc是预先确定的恒定不变的或可变的第三修正值；-Ba、Bb和Bc是第一、第二和第三下电容值；-Ca、Cb和Cc是第一、第二和第三上电容值；-Ra(t0)、Rb(t0)和Rc(t0)是第一、第二和第三起始参考电压值；-Va(tn)、Vb(tn)和Vc(tn)是第一、第二和第三晚些的箔片电压值。11.按照前一项权利要求所述的方法，其中，-Ka＝1；或-Ka＝Rb(tn)/Ra(tn)，其中·Ra(tn)是晚些的第一参考电压值，其在所述晚些的时刻(tn)上针对配设给所述第一相(A)的第一参考电压求出；·Rb(tn)是晚些的第二参考电压值，其在所述晚些的时刻(tn)上针对配设给与所述第一相(A)相邻的第二相(B)的第二参考电压求出；和/或其中，-Kb＝1；或-Kb＝Rc(tn)/Rb(tn)，其中·Rb(tn)是晚些的第二参考电压值，其在所述晚些的时刻(tn)上针对配设给所述第二相(A)的第二参考电压求出；·Rc(tn)是晚些的第三参考电压值，其在所述晚些的时刻(tn)上针对配设给与所述第二相(B)相邻的第三相(C)的第三参考电压求出；和/或其中，-Kc＝1；或-Kc＝Ra(tn)/Rc(tn)，其中·Rc(tn)是晚些的第三参考电压值，其在所述晚些的时刻(tn)上针对配设给所述第三相(B)的第三参考电压求出；·Ra(tn)是晚些的第一参考电压值，其在所述晚些的时刻(tn)上针对配设给与所述第三相(C)相邻的第一相(A)的第一参考电压求出。12.按照权利要求1所述的或前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-在检验时将相应的标准化的特征值与相应的特征值相比较。13.按照前一项权利要求所述的方法，其中，-针对特征值比较确定容差值CA＞0、CB＞0、CC＞0；-倘若特征值比较表明，|C′a(tn)-Ca|≤CA和|C′b(tn)-Cb|≤CB和|C′c(tn)-Cc|≤CC，那么产生监控信号，该监控信号表明，所述电容型套管(2a、2b、2c)处在规定的状态中。14.按照权利要求1所述的或前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-针对特征值比较确定容差值CA＞0、CB＞0、CC＞0；-倘若特征值比较表明，C′a(tn)-Ca<-CA和C′b(tn)-Cb>CB和|C′c(tn)-Cc|≤CC，那么就产生监控信号，该监控信号表明，至少所述第二电容型套管(2b)没有处在规定的状态中；-倘若特征值比较表明，C′b(tn)-Cb<-CB和C′c(tn)-Cc>CC和|C′a(tn)-Ca|≤CA，那么产生监控信号，该监控信号表明，至少所述第三电容型套管(2c)没有处在规定的状态中；-倘若特征值比较表明，C′c(tn)-Cc<-CC和C′a(tn)-Ca>CA和|C′b(tn)-Cb|≤CB，那么产生监控信号，该监控信号表明，至少所述第一电容型套管(2a)没有处在规定的状态中；-否则就产生监控信号，该监控信号表明，所述电容型套管中的至少两个电容型套管没有处在按规定的状态中。15.按照权利要求1所述的或前述权利要求中任一项所述的方法，其中，-针对特征值比较确定容差值CA＞0、CB＞0、CC＞0；-倘若特征值比较表明，C′a(tn)-Ca>CA和C′b(tn)-Cb<-CB和|C′c(tn)-Cc|≤CC，那么就产生监控信号，该监控信号表明，所述第一和第三电容型套管(2a、2c)没有处在规定的状态中并且具有同类的故障；-倘若特征值比较表明，C′b(tn)-Cb>CB和C′c(tn)-Cc<-CC和|C′a(tn)-Ca|≤CA，那么就产生监控信号，该监控信号表明，所述第二和第一电容型套管(2b、2a)没有处在规定的状态中并且具有同类的故障；-倘若特征值比较表明，C′c(tn)-Cc>CC和C′a(tn)-Ca<-CA和|C′b(tn)-Cb|≤CB，那么就产生监控信号，该监控信号表明，所述第三和第二电容型套管(2c、2b)没有处在规定的状态中并且具有同类的故障。16.按照权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·菲尔埃克，J·吴，U·赫特尔，
申请(专利权)人：赖茵豪森机械制造公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE