一种干式电抗器的运行参量测量试验装置及测量试验方法与流程
本发明涉及电力设备运行参量测量试验，尤其是涉及一种干式电抗器的运行参量测量试验装置及测量试验方法。
背景技术：
1、目前，干式电抗器作为电力系统超特高压输电网络的核心无功补偿设备，相较于传统油浸式电抗器，具备绝缘结构简洁、无油防火、运行噪音低、后期运维便捷、环境适应性强等突出优势，可有效规避油浸式设备漏油、燃爆、污染环境等安全隐患，是当前超特高压并联电抗器无油化升级替代的主流选型之一，广泛应用于电网无功调节、电压稳定、谐波抑制等关键场景，对保障超特高压电网稳定运行起到至关重要的作用。
2、然而，干式电抗器整体裸露运行于户外大气环境中，长期处于复杂多变的工况条件下，设备绝缘系统易受内部、外部多重因素耦合侵蚀。具体而言，电抗器长期通流运行会产生焦耳热，导致设备本体温度持续升高，造成绝缘材料老化、性能衰减；同时，户外环境的湿度、雨水、凝露、粉尘等外界因素会持续侵入设备绝缘结构内部，使绝缘材料受潮、脏污。在电场、热场、水分、污秽多重复合应力的长期协同作用下，干式电抗器的绝缘电阻、耐压强度等核心绝缘性能会持续劣化，大幅降低设备绝缘裕度，严重时会引发绝缘击穿、绝缘失效等故障问题。
3、进一步的，绝缘失效会直接诱发干式电抗器匝间短路、局部放电、过热起火等恶性设备故障，不仅会造成单台设备损毁、供电中断，还极易引发区域电网电压波动、谐波超标等问题，严重威胁超特高压电力系统的安全、稳定、可靠运行，给电网企业带来巨大的经济损失和供电安全风险。因此，实时、精准获取干式电抗器运行过程中的电场、磁场、工作电流、工作电压、本体温度等关键状态参量，动态监测设备运行工况及绝缘状态，对提前预判设备故障隐患、规避恶性事故、保障设备及电网安全运行具有极其重要的工程价值。
4、现阶段，针对干式电抗器的运行监测技术仍存在明显短板与技术缺陷，现有带电检测及状态监测手段较为单一、智能化程度不足。目前行业内多采用定期停电巡检、人工红外测温、离线绝缘检测等传统方式，缺乏全天候、常态化的带电实时监测技术体系。传统检测方式不仅无法实现电抗器运行状态参量的实时连续采集，存在检测滞后、检测精度低、人工干预误差大等问题，还难以精准捕捉设备运行过程中的微小参数波动及早期隐性故障特征。同时，现有监测技术无法对电场、磁场、温湿度、电气参数等多维度状态量进行同步耦合分析，难以精准判定设备绝缘老化程度、故障发展趋势，无法有效支撑干式电抗器状态评估、故障预警及状态检修工作，难以满足超特高压电网对干式电抗器高可靠、智能化运维的实际需求。
5、综上，研发一种可实现干式电抗器多维度运行参量实时、精准监测的技术方案，弥补现有监测技术的不足，是目前本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种干式电抗器的运行参量测量试验装置及测量试验方法，其优点是能够同步开展干式电抗器运行条件下的电场、磁场、电位温度、电流测量，并对数据进行多维分析，获得干式电抗器运行的实时状态，保证设备安全稳定运行。
2、本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的：一方面，本发明提供一种干式电抗器的运行参量测量试验装置，包括测量设备与远端设备；所述测量设备包括外部电参量测量组件、内部非电参量测量组件以及环形绝缘导轨，所述外部电参量测量组件的底端与所述内部非电参量测量组件的底端均与所述环形绝缘导轨可滑动连接，待测量干式电抗器布置于环形绝缘导轨中部位置，所述外部电参量测量组件与所述内部非电参量测量组件均与所述远端设备无线通讯连接；所述外部电参量测量组件用于对所述待测量干式电抗器运行时的表面电场、空间磁场及电位分布进行测量；所述内部非电参量测量组件用于对所述待测量干式电抗器的气道内部温度分布进行测量。
3、优选地，本发明提供的干式电抗器的运行参量测量试验装置，所述外部电参量测量组件包括绝缘立杆、绝缘构件以及多个电磁场/电位一体化传感器，所述绝缘立杆的底端与所述环形绝缘导轨可滑动连接，所述绝缘构件与所述绝缘立杆的外壁滑动配合，所述绝缘构件能够沿着所述绝缘立杆的中心线方向滑动，以调节所述绝缘构件的高度，多个所述电磁场/电位一体化传感器沿着所述绝缘构件周向间隔设置，多个所述电磁场/电位一体化传感器均与所述远端设备无线通讯连接。
4、优选地，本发明提供的干式电抗器的运行参量测量试验装置，所述绝缘构件包括第一水平绝缘杆、第二水平绝缘杆以及竖直绝缘杆，所述第一水平绝缘杆与所述第二水平绝缘杆分别可滑动地安装于所述绝缘立杆上，所述竖直绝缘杆固定或可滑动地安装于所述绝缘立杆上，所述竖直绝缘杆位于所述第一水平绝缘杆与所述第二水平绝缘杆之间，所述第一水平绝缘杆、所述第二水平绝缘杆以及所述竖直绝缘杆上均设置有所述电磁场/电位一体化传感器；通过调节所述第一水平绝缘杆或/和所述第二水平绝缘杆的竖向高度，以使所述第一水平绝缘杆上的所述电磁场/电位一体化传感器与所述待测量干式电抗器中包封的上表面对应，使得所述第二水平绝缘上的所述电磁场/电位一体化传感器与所述待测量干式电抗器中包封的下表面对应，使所述竖直绝缘杆上的所述电磁场/电位一体化传感器与所述待测量干式电抗器中包封的外侧面接触，同步实现所述待测量干式电抗器的上表面、下表面以及外侧面多个电位的电参量采集。
5、优选地，本发明提供的干式电抗器的运行参量测量试验装置，所述内部非电参量测量组件包括绝缘撑杆、绝缘安装架以及多个温度传感器，所述绝缘撑杆的底端与所述环形绝缘导轨可滑动连接，所述绝缘安装架可滑动装配于所述绝缘撑杆的外壁，所述绝缘安装架能够沿着所述绝缘撑杆的中心线方向滑动，以调节所述绝缘安装架的高度，多个所述温度传感器间隔设置于所述绝缘安装架上，多个所述温度传感器均与所述远端设备无线通讯连接。
6、优选地，本发明提供的干式电抗器的运行参量测量试验装置，所述绝缘安装架包括横向绝缘杆与搭载杆，所述横向绝缘杆与所述绝缘撑杆可滑动连接，所述横向绝缘杆能够沿着所述绝缘撑杆的中心线方向滑动，所述搭载杆的顶端与所述横向绝缘杆可滑动连接，所述搭载杆能够沿着所述横向绝缘杆的中心线滑动，所述搭载杆的中心线与所述绝缘撑杆的中心线平行设置；多个所述温度传感器间隔设置于所述搭载杆上；通过竖向滑动所述横向绝缘杆、横向调节所述搭载杆位置，以使所述搭载杆上的所述温度传感器伸入所述待测量干式电抗器的气道内，进行内部温度分布测量。
7、优选地，本发明提供的干式电抗器的运行参量测量试验装置，所述远端设备包括无线接收装置与上位机，所述外部电参量测量组件与所述内部非电参量测量组件均与所述无线接收装置无线通讯连接，所述无线接收装置与所述上位机连接；所述上位机用于实现数据接收、存储、分析及设备远程操控。
8、另一方面，本发明提供一种采用如上所述的干式电抗器的运行参量测量试验装置的测量试验方法，包括如下步骤：
9、根据待测量干式电抗器的尺寸，按照预设间距在外部电参量测量组件的绝缘构件上布设电磁场/电位一体化传感器，按照预测间距在内部非电参量测量组件的绝缘安装架上布设温度传感器；
10、通过远端设备中的上位机远程操控所述外部电参量测量组件与所述内部非电参量测量组件沿所述环形绝缘导轨滑动至预设测量位置，并分别完成高度、横向位置校准，使各传感器对准待测量干式电抗器的预设测量点位；
11、对所述待测量干式电抗器施加额定电压与额定电流，并模拟复杂运行环境，所有传感器同步实时采集所述待测量干式电抗器多维度运行参量，并无线传输至远端设备，通过所述上位机完成多维度运行参量数据的接收、存储以及分析，实现所述待测量干式电抗器运行状态的测量试验。
12、优选地，本发明提供的测量试验方法，所述预设间距的范围为：0.2m-0.4m。
13、优选地，本发明提供的测量试验方法，所述预测间距的范围为：0.2m-0.4m。
14、优选地，本发明提供的测量试验方法，通过远端设备中的上位机远程操控所述外部电参量测量组件与所述内部非电参量测量组件沿所述环形绝缘导轨滑动至预设测量位置，并分别完成高度、横向位置校准，使各传感器对准待测量干式电抗器的预设测量点位，包括：
15、当所述内部非电参量测量组件进行点位调节时，沿着所述内部非电参量测量组件中的绝缘撑杆的中心线向上滑动所述内部非电参量测量组件中的横向绝缘杆，所述横向绝缘杆带动所述内部非电参量测量组件中的搭载杆与所述内部非电参量测量组件中的温度传感器向上运动至高于所述待测量干式电抗器顶部位置，沿着所述横向绝缘杆的中心线滑动搭载杆至预设位置完成横向对位，并将所述横向绝缘杆沿着绝缘撑杆的中心线向下滑动，以使所述温度传感器置入所述待测量干式电抗器的气道内部、并与包封外壁贴合；
16、当所述外部电参量测量组件进行点位调节时，竖向滑动所述外部电参量测量组件中的第一水平绝缘杆至第一预定高度，竖向滑动所述外部电参量测量组件中的第二水平绝缘杆至第二预定高度，使所述第一水平绝缘杆上的电磁场/电位一体化传感器贴合所述待测量干式电抗器的包封顶面，所述第二水平绝缘杆上的电磁场/电位一体化传感器贴合所述待测量干式电抗器的包封底面，同时使所述外部电参量测量组件中的竖直绝缘杆上的电磁场/电位一体化传感器贴合所述待测量干式电抗器的包封外侧面，以完成所述待测量干式电抗器的顶面，外侧面及底面多区域电参量测点对位。
17、综上所述，本发明的有益技术效果为：本技术提供的干式电抗器的运行参量测量试验装置及测量试验方法的有益技术效果为：1、通过设置测量设备与远端设备无线通讯连接，避免了大量铺设线缆的繁杂，提升了高压试验安全性；2、通过对干式电抗器运行时的多参量实时监测，同步对多参量进行储存，分析，掌握干式电抗器的运行情况，优化干式电抗器设计，保障设备安全稳定运行；3、通过外部电参量测量组件与内部非电参量测量组件协同配合，可同步采集干式电抗器运行过程中的电场、磁场、电位、内部温度多维度核心参量，同时通过可滑动、可升降、可横向调节的传感器架构，实现设备上表面、下表面、侧面包封、气道内部全点位测量，解决了现有技术测量维度单一、点位覆盖不全的问题，能够精准获取设备复杂工况下的运行参量变化规律。