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摘要:变电设备在运行过程中由于受到电、机械和热的影响,会在运行过程中出现老化、疲劳或磨损现象,导致设备运行的可靠性和绝缘性能逐渐下降,长期运行极易造成设备原有的工作性能丧失。在线监测技术在变电检修中的运用,能够对设备的具体运行状态进行实时监测,尽量在前期发现并消除影响设备安全运行的劣化因素,本文重点介绍了在线监测技术在变压器、高压断路器和高压设备温度中的运用,结合某实例具体分析了在线监测技术应用,效果以为变电站设备运行状态的检测提供借鉴与参考。
关键词:在线监测技术;电力变压器;变电检修
引言:
在电力市场化改革不断深入的背景下,传统的电气设备所采用的定期大修或试验制度逐渐暴露出诸多弊端,导致电力系统安全可靠性指标逐渐下降。目前,诸多电力企业已经意识到这一问题的严重性,逐渐将电力设备的运维工作重点转移到把握设备的状态上,而在线监测技术可有效满足这一要求,其主要以设备可靠性为中心、以故障诊断为根本目标、以指导变电检修工作为重点,有利于提高电力设备的健康水平和电网运行安全,值得予以重视和关注。
1在线监测的具体应用
1.1电力变压器
在变电站运行中,变压器属于核心的电气设备,常规的试验制度难以将变压器的实际运行状态呈现出来,导致设备实际工作状况之间偏差较大,因此,有必要将在线监测技术应用到电力变压器检修中,以更好的判断设备运行状况。
1.1.1氢气监测
目前,国内外针对油中氢气的监测开发和设计了大量在线监测装置,并借助气体分离、气体检测等体系实现故障诊断。一般情况下,会将氢气监测作为衡量设备是否出现放电性故障的标准,通过在线检测氢气含量能够及时预报早期故障。
1.1.2氧化锌避雷器监测
①全电流在线监测目前,全电流测量多采用将数字式万用表连接在动作计数器上的方式,或者使用交流毫安表或直流毫安表,当电流增加2-3倍时,即可视为设备处于危险状态中。②阻性电流在线监测针对阻性电流检测通常采用的是泄露电流测试仪设备,该设备主要利用电压器互感器来获得相对稳定的测量数据。目前,我国在阻性电流监测设备的开发上投入了较大的财力、人力等,主要通过避雷器阻性电流非线性特性明确补偿电压相位,实现了补偿度的自动调整,避免了电流相互干扰的问题。
1.2高压断路器
1.2.1操作运行特性监测
在高压断路器运行过程中,借助先进的电力技术可对开关每一次合分操作的时间、速度进行记录,并结合断路器的时间特性从中提取具有参考价值的机械动作参数,通过分析参数变化规律,来明确其中是否存在故障隐患。断路器机械部分常出现的变形、生锈、锈蚀、磨损等故障均能在在线监测中反映出来。
1.2.2操作线圈电流的监测
断路器动作控制通常由分合闸操作线圈来实现,通过电流传感器可以将分合闸每一次合分操作的波形变化情况呈现出来,若波形变化出现异常趋势,则表明断路器出现机械故障的可能性增大,具体情况需进一步分析确定。
1.2.3主操作杆上机械负载特性的监测
主操作杆在提供开关分合操作时,由于触头出接触一定程度的压力,极易造成连杆松动或断裂现象的发生,同时还会导致主操作杆上机械负载特性与机构输出特性不相符的情况。
1.3高压设备温度在线监测
1.3.1导电连接固定接触和可动接触
机械振动不规律等原因会导致导电连接处温度上升,当温度上升至一定程度后,则会导致接触部位发生氧化现象,造成接触电阻异常增加,温度进一步上升,进而引发局部熔焊或电弧放电现象,对电气设备的绝缘性能造成损害[1]。针对这一问题,通常会采用高分子PTC热敏材料来解决,该材料的电阻率一方面能将设备的实际温度反映出来,另一方面通过设置报警温度能够提醒运行人员及时采取降温措施。
1.3.2红外热像仪
红外热像仪能够快速诊断出高压电气设备异常发热状况,同时若导电回路电阻出现异常,红外热像仪也可及监测到,并由此判断开关触头是否良好。
1.4电能质量在线监测
电能质量在线监测系统应用的主要目的在于:
1.4.1能实现对电能质量相关指标的持续更新和实时测量,以确保变电站设备的运行工况处于动态观察和记录的状态中。
1.4.2结合各电能质量相关指标的特性,对影响电能质量的多种因素进行识别、确定和分析,并由此判断不良因素对其造成干扰的程度,以据此制定完善的电能质量管理措施和电网污染治理方案[2]。
1.4.3能够全面掌握电网运行的技术经济条件,综合评估电能质量各项指标,以对整个电能质量在线监测系统进行优化。
2实例
变电设备现状某变电公司截止2014年底,共建设了3座500kV变电所、24座220kV变电所、108座110kV变电所,对当地经济的健康发展作出了巨大贡献。
2.1主变压器该变电站所采用的变压器均为铜线圈结构,无结构性安全隐患,且大部分110kV变压器已更换为自然风冷结构,整体运行状况良好[3]。
2.2高压断路器目前,该变电站已逐渐实现了断路器无油化改造,且110kV及以上均全面采用了6SF断路器,设备可靠性良好。
2.3隔离开关110kV在运行过程中,部分由于运行年限过长而出现闸刀操作拒动现象,但经过对更新与优化后,该类问题的发生率明显下降[4]。
3变电检修开展情况
新形势下,该变电站由于具备良好的设备基础,可为实施在线监测技术提供有利的条件,在线监测工作实行班组、工区和市局三级评价体系,基本实施步骤如下:3.1检修班组根据提前收集的设备状态信息,采用计算机状态检修辅助决策系统对设备状态进行实时评估,包括状态评价、风险评估和决策检修等;班组结合设备状态评估结果,对形成初级状态评价报告[5]。
3.2工区对初级状态评价报告进行审核、确认后,形成车间设备状态评价报告,并上报于市局。
3.3市局运维检修管理部门则展开专家讨论会议,对车间设备状态评价报告进行专业评审,最终形成综合性报告。
3.4检修小组则根据综合报告内容,组织相关部门进行在线状态检修绩效评估,形成流程闭环。经过多年在线监测技术的实施,该供电公司已经形成了相对成熟的管理组织和技术执行体系,具备一定的实用价值[6]。据相关数据显示,在实施在线监测技术后,2014年相比2013年,变压器点修工作量、断路器检修工作量分别减少了46.20%和47.30%,一方面有效提升了设备的可用系数,另一方面缓解了设备增长与人员间的矛盾,整体效益明显。
结束语:
总而言之,在线监测技术的运用,为变电站构建新型的变电检修信息管理系统提供了技术支撑,有利于实现电力生产信息和设备运行信息的统一化管理。但由于我国在线监测技术尚处于应用初期阶段,在监测设备健康状况过程中,可能因为数据偏差而造成监测失误,因此,需要注意只有确保数据量和数据所反映出的信息量达到一定规模时,才能对数据进行合理分类,以确保在线监测的可靠性。
参考文献:
[1]谢斌阳.变电检修中在线监测技术及其应用研究[J].电子世界,2017(12):160.
[2]原显达,王俊卫.变电检修中在线监测技术的使用[J].黑龙江科学,2017,8(18):32-33.
[3]黄楚惟,刘柳燕,谭昌建.变电检修中在线监测技术及其应用[J].通讯世界,2017(22):241-242.
[4]杨光辉.刍议变电检修中在线监测技术的应用[J].科技创新与应用,2014(33):195.
[5]周杨.变电检修中在线监测技术的应用研究[J].科技展望,2015,25(21):90.
[6]肖祥科.在线监测技术在变电检修中的应用[J].中国高新技术企业,2014(29):31-32.