地区电网暂态过电压在线监测技术及应用

贵州电网有限责任公司，是中国南方电网有限责任公司的全资子公司，由原贵州省电力公司于2004年8月改组挂牌成立，负责贵州省内的电网规划、建设、运行、管理和电力销售，承担着省内电力供应和西电东送双重任务。下属单位109个，其中地市供电局10个、基建单位1个、综合单位11个、县供电局87个。现有员工4.8万人，供电户数1300余万户。 2100433B

地区电网过电压现象与线路及两端的变电站是密切相关的，对地区电网的暂态过电压监测尚未引起重视，当电网出现电气设备损坏的情况时，对事故原因的分析一直以来都是靠经验，往往造成事故分析不彻底、不明确。组成地区电网的过电压监测网络，将有助于对过电压事件的分析与故障定位。通过设计暂态过电压在线监测装置和建立宽频带过电压分压取样系统，开发了地区电网过电压在线监测系统，并将其应用于贵阳“东部电网”的两个变电站，实现了对变电站及所连接线路的过电压实时监测。结果表明，该系统既能够准确捕捉、记录从工频到雷电冲击的过电压数据，又能实现节省存储空间和记录快速波形的要求。通过仿真计算与实测结果比较，验证了该系统的有效性。

我国已经在暂态过电压传感耦合技术设计、试验与应用开展了全面的研究，初步取得了丰硕的成果，一些技术和理念已经成功用于解决工程实际难题，为暂态过电压传感耦合技术的进一步研究打下了深厚的基础。但是，由于暂态过电压传感耦合技术涉及电气、传感器、数据采集、信号处理、计算机等多个学科及其交叉，研究工作点多面广，存在一定的复杂性，相关技术和应用仍然存在较多的问题。

电网暂态过电压不仅决定系统中电力设备的绝缘水平，也威胁设备设施的安全运行，含有缺陷的设备在过电压作用下可能会造成绝缘击穿，甚至引发爆炸事故。这使得电网暂态过程的研究一直是电力科技工作者们极其重要的工作，也是国内外科研院所、高校以及IEEE、IEEJ、IET和CSEE等学术团体所关注的热门课题。此外，其他相关领域技术上的发展也促进了该课题的研究，比如：金属氧化物避雷器(MOA)的设计和应用，EMTP仿真计算和分析，以及操作、雷电过电压和长期交流电压应力作用下对电力设备绝缘材料老化特性影响的V-t数据积累、分析和应用，等等。为保证电力系统安全、稳定和可靠运行，能够准确评估电力设备的绝缘状态，对电网暂态过电压进行实时测量或监测是非常重要的 。

电网暂态过电压引起的问题，对电力设备是否造成致命性的危害，在理论上没有完全分析清楚。事故分析的暂态过电压波形记录缺乏，对事故原因的分析一直以来依靠经验，均造成事故分析不彻底、不明确。暂态过电压测量或监测装置，其能够准确地获取过电压幅值及其变化过程，对故障发生、发展的整个过程进行记录，通过波形分析就能确定事故是由于过电压幅值或陡度超过了设备绝缘的承受能力，还是由于设备本身绝缘水平的降低所造成，或其它原因。

但在工程中，暂态过电压测量系统和装置被没有被强制要求，使得实测的现场暂态过电压数据非常缺乏。鉴于实测暂态过电压数据的重要性，其测量或监测技术的推广应用尤为重要。暂态过电压测量或监测就是通过过电压分压器（传感器），基于数据采集技术，实时测量电网系统的电压扰动，记录和保存暂态过电压发生时各相电压的幅值、波形及各种参数。并具有信号处理、参数提取、应用与分析（报警、历史数据查询和统计等）功能。但过电压分压器的工作方式即电压波形信号的传感耦合是影响测量系统安全性、可靠性、准确性的核心，也是基础。