论文选登
输变电设备在线监测及诊断技术分析
发布时间:2018-1-4  作者:刘 鹏  来源:《中国高新科技》杂志  浏览量:1279
摘要:随着生活现代化步伐的加快,社会对用电量有着越来越大的需求。电量的大量传输也给电能传输安全带来一定的隐患。为了保证更为可靠、更为安全、更为有效的输电状态,文章对输变电设备在线监测技术进行深入的研究和分析,旨在保证智能化电网设备拥有坚实的技术基础,以期为类似工程借鉴。 关键词:输变电设备;在线监测;断路器

为了确保输变电站智能化改造可以顺利开展,必须对输变电设备在线监测技术进行深入研究。对比传统技术模式,在线监测技术可以对设备绝缘化趋势进行检测,同时对其进行及时的处理,保证输电安全进行。输变电设备在线监测技术可以完善过去的检测模式,同时,在降低安全隐患的同时,可将电量损失降到最低水平。因此,输变电设备在线监测技术的研究与应用,将促进国内电力电网领域的飞速发展。

1 输变电设备在线监测

1.1 变压器设备

变压器在在电力系统中属于是非重要的设备,作用为能够给电力系统提供稳定且具有经济效益的运行保障。从目前变压器设备在线监测技术来进行分析,其监测范围主要表现在以下几个方面:设备在线监测、铁心接地电流监测、绕组形变监测、振动频谱监测、油液中气体监测及局部放电监测等。

1.2 电容型电气设备

目前有50%左右的变电所选用的电气设备主要是以电容型为主,这类设备具有一个特点:其绝缘特性可以为变电所安全运行提供保障。在所有电器设备中,电容器电器设备为投入研究和应用数量最多的设备,这类设备主要检测的内容有:检测泄露电流、检测介质损耗和检测电容器容量。

1.3 断路器

断路器在电力系统的主要作用有保护和控制,在某种意义上说,断路器能够顺利进行断开,时刻影响这电力系统的安全。目前针对断路器的检测工作主要表现在:断路器灭弧室电寿命监测、SF6气体监测以及断路器机械动作特性监测。

2.4 电缆

国内应用范围最为广泛的电缆在线监测技术为叠加直流电压法,这项技术虽然具有很多的优势,但是仍然存在着一些不足:(1)测量结果和实际情况存在一定的差距,这些差距主要来自杂散电流改版以及端部表面漏电阻发生改变等;(2)接地变压器通常会因为过长时间处于通电状态,发生磁路饱和的现象,这样就容易造成不正确的继电保护。

1.5 输电线路

周围环境和电力线路的运营状态相互适应,在线监测的具体工作内容有:对输电线路浮冰进行检测、对风偏情况进行检测、对导线温度进行监测、对绝缘污秽度进行监测。

1.6 机械动作特性监测

监测机械动作特性主要内容有:

1)凭借加速传感器对断路器的振动信号波形进行监测。

2)凭借电流传感器对机构卡早期故障进行识别,同时对分合闸线圈的电流波形进行测量。

3)断路器在具体操作过程中,在凭借位移传感器对行程时间进行测量。

1.7 断路器和GIS设备在线监测技术

在电力系统中,GIS设备和断路器所起的作用是:保护和控制、开关是否能正常运行、对电力系统是否可以安全运行有着紧密的关系。及时对GIS设备和断路器设备进行检测以及故障诊断,让设备管理人员可以对其设备的运行以及变化进行及时了解,有效提升了设备运行可靠性。但值得一提的是,断路器的划分具有多样性,针对不同类型断路器所开展的监测内容也会有所差异。

1.8 金属氧化物避雷器在线监测技术

金属氧化物避雷器对电力系统的安全运行也有着十分重要的意义,一般情况下,如果因为避雷器电阻片老化、受潮以及受到冲击导致故障,从而导致变电站母线短路,无法确保其电力系统的稳定运行,同时还为其运行留下了安全隐患。一般情况,在针对金属氧化物避雷器在线监测时,主要是对泄露电流进行监测。基于我国电力系统建设需求,目前我国在此监测过程中最常采用的方法为补偿法。

1.9 变压器振动频谱在线监测

当前,国内关于变压器振动在线监测的具体研究内容有:

1)凭借数据采集卡、传感器以及计算机简称测试系统,研究和分析振动数据。

2)依据各个对变压器振动产生影响的因素简历数学模型,然后依据相关模型对变压器的振动情况进行相近的分析。

3)因为变压器在振动过程中会产生噪音,所以,可凭借噪音类型对变压器的振动形式进行判断。

2 输变电设备的带电检测

2.1 红外线成像

如图1所示为红外线成像监测技术图,红外线成像监测技术主要用于监测输变电电气设备因为介电损耗或者电阻损耗而发生的局部温度过高的情况。这项技术虽然十分重要,但却有一定的局限性:红外线的穿透能力不足,因此,如果使对结构较为复杂的设备故障进行监测,或电气设备表面和故障发生的位置距离较远时,这项技术不能很好地对实际故障进行检测。

 

1 红外线成像原理图

2.2 紫外线成像

紫外线成像检测技术具体应用于检测设备因为局部发电造成电蚀损,这项技术同时也存在较大的缺陷:紫外线检测技术主要是通过光子实现,但是光子检测的有效性容易伴随着检测温度、检测压力以及检测距离发生改变而改变。

2.3 超声波

超声波检测技术主要是利用超声波折射以及反射原理来进行检测。选择此技术可以针对绝缘介质内部所产生的缺陷进行检测,优点主要有:较好的穿透能力、低廉的检测成本、较高的检测效率,但是同时也存在一定的缺陷:(1)检测介质必须采用耦合介质,只有耦合介质才能使得声波进入检测设备;(2)无法直观将检测结果显示出来,同时要求相关技术人员具备较高的技术水平。国内超声波检测技术具体的发展方向,着重对绝缘状态量进行检测,另外有向机械量和化学量的方向发展的趋势。

3 输变电设备在线监测的实际应用策略

3.1 规范在线监测装置的技术要求

当前,伴随在线监测技术水平的提高以及应用范围越广,对其进行研发的企业的数量也逐渐多起来,但在短时间内,想要形成该行业的统一标准,还是一项十分困难的工作。但是,在应用该项技术的过程中,可以对公司技术做出指定,同时对在线监测系统以及数据库和通信规约方面做出统一规定和要求,保证即使设备不处于同一厂家,但是仍然可以进行扩展和使用。另外,为了防止质量低下的产品投入使用,应及时建立统一的检测办法,还需要对工作状态、数据传输的精准性做出相应的评价。

3.2 提高在线监测装置的性能

1)传统光纤技术以及传感器并不能满足系统的实际需要,所以需要相关单位不断进行研发,旨在开发出具有高抗干扰能力以及高测量精度的光纤以及传感器技术。

2)为了进一步提高系统具体工作时的稳定性,生产厂家需要不断研究,旨在提高相关技术水平。

3)为了能够提升在线监测装置性能,需要对其装置试验数据以及实际监测数据进行对比。还应该在其装置应用过程中,加大与生立企业及研发机构的沟通力度,认真对所选择装置的性能进行了解,并以此来提升系统相关的诊断能力[3]。同时,为了能够顺利地开展智能电网组建,需要结合实际应用需求来提高在线监测智能化水平,为实现电网智能检修以及电网自愈提供精准的数据信息。

3.3 加强在线监测装置的管理

在线监测系统建设完成后会投入使用,在其运行过程中,需要专业的工作人员进行运行规程的编写,并把运行规程纳入管理范畴,并不断完善存储、维护以及使用管理制度。另外,相关设备厂家必须对检测设备的实际运行情况进行充分的检查和了解,进一步完善监测装置性能,同时构建反应速度更快,技术水平更高的维修和管理机制。

3.4 注重在线监测系统应用的技术经济比较

设备的运行的过程中,凭借现在监测技术,可以对设备的运行情况进行检查和监控,对提高供电可靠性和稳定性有着十分重要的意义。因此,在选择带点监测或者在线监测系统和仪器时必须注意,所选择的设备或者系统,必须依据具体的实际需求进行选择,同时所选择的设备尽可能有较大的影响面。在进行非电气量和电气量监测的过程中,因为不同的检测方式或监测设备具有其本身的有点和缺点,因此,在选择在线监测设备型号时,必须充分考虑技术的经济性,同时对比所有设备的具体特征,并且将事故发生率、事故造成的损失同时考虑在内。另外还需要考虑监测成功的几率、监测设备的成本以及维修成本。最为重要的,还是判断实际项目是否真的需要所选择的设备或技术,必须保证在线监测装置一旦投入生产,必须投入使用,进一步提高监测系统的利用率。

4 结语

综上所述,在线监测技术并不是单一的程序和技术,而是一项复杂的过程,虽然这项技术功能强大,而且近年来发展也较快,但是仍然存在技术不成熟的地方。因此,在应用电网带电检测技术的过程中,需要认真地对相关设备运行状态进行理性化分析,让其分析结果更加具有精准性、可靠性。若想要更进一步地提升电网运行性能,需要通过综合考虑不同类型设备监测数据,并对其相关数据进行精准的分析,为提升电网运行性能提供依据。

参考文献

[1]龚李伟.电容型设备绝缘在线监测与智能化故障诊断研究[D].武汉:华中科技大学,2008.

[2]梁永亮.变压器状态评估方法与在线监测优化研究[D].济南:山东大学,2015.

[3]余琼.变压器油色谱在线监测专家系统研究[D].上海:上海交通大学,2007.

[4]孙才新.输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景[J].中国电力,2005,(2).

[5]王楠,陈志业,律方成.电容型设备绝缘在线监测与诊断技术综述[J].电网技术,2003,(8).


收稿日期:2017-11-15

作者简介:刘鹏1982-),男,陕西石泉人,供职于陕西省地方电力(集团)有限公司安康供电分公司,研究方向:电网调度。

 转载本站文稿,务必标注出处。

Copyright 2017 中国高新科技网 All rights reserved.

 主办单位:中国科技产业化促进会  版权所有:《中国高新科技》期刊社

 不良信息或版权问题举报电话:010-8361 1115 纠错邮箱:zggxzz@126.com

京ICP备08104264号-2