電氣一次設(shè)備在線安全評(píng)價(jià)及故障預(yù)測(cè)研究

陳 莉，韋 剛，胡欣然

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司淮南市潘集區(qū)供電公司，安徽 淮南 232001）

電氣一次設(shè)備在線安全評(píng)價(jià)及故障預(yù)測(cè)研究

陳 莉，韋 剛，胡欣然

（國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司淮南市潘集區(qū)供電公司，安徽 淮南 232001）

電氣一次設(shè)備是電力系統(tǒng)核心組成部分，關(guān)乎電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性與可靠性。若電氣一次設(shè)備發(fā)生故障問題將造成非計(jì)劃性停電，給人們?nèi)粘Ｉ詈蜕鐣?huì)生產(chǎn)帶來不便，制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展建設(shè)。因此，電力企業(yè)非常有必要采取有效的電氣設(shè)備安全評(píng)價(jià)與故障預(yù)測(cè)措施。但傳統(tǒng)技術(shù)條件下故障預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性差，安全評(píng)價(jià)效率低，已不能滿足日益復(fù)雜的電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。而在線檢測(cè)技術(shù)則為設(shè)備安全評(píng)價(jià)及故障預(yù)測(cè)提供了技術(shù)支持，構(gòu)建了一種現(xiàn)代化、信息化故障預(yù)測(cè)與安全評(píng)價(jià)模式，在降低故障預(yù)測(cè)難度的同時(shí)更能提高預(yù)測(cè)有效性。本文將針對(duì)電氣一次設(shè)備在線安全評(píng)價(jià)及故障預(yù)測(cè)展開研究和分析。

電氣設(shè)備；一次設(shè)備；安全評(píng)價(jià)；故障預(yù)測(cè)

0 引言

人類社會(huì)已對(duì)電能產(chǎn)生依賴性，現(xiàn)代社會(huì)活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域都對(duì)電能進(jìn)行了不同程度的應(yīng)用，不論日常生活，還是企業(yè)生產(chǎn)辦公都離不開電力支持，保障供電穩(wěn)定性與可靠性至關(guān)重要。近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，城市化和工業(yè)化進(jìn)程發(fā)展速度加快，整個(gè)社會(huì)用電需求快速增長(zhǎng)，使得供電難度隨之提高。電氣一次設(shè)備運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，長(zhǎng)期運(yùn)行中出現(xiàn)故障問題在所難免。為降低電氣一次設(shè)備故障率，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全行和可靠性，做好電氣一次設(shè)備安全評(píng)估與故障預(yù)測(cè)至關(guān)重要。而在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，則能大幅度提升安全評(píng)估與故障預(yù)測(cè)水平，提高預(yù)測(cè)可靠性，以便于及時(shí)消除故障隱患。

1 電氣一次設(shè)備故障類型

電氣一次設(shè)備是電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，直接參與電能生產(chǎn)和使用，其運(yùn)行狀態(tài)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)有直接影響，很大程度上決定著電廠安全性，主要包括：斷路器、變壓器、隔離開關(guān)等等［1］。近些年來，隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，社會(huì)用電量加大，電力供求矛盾日益突出，供電難度隨之提高，大量感性負(fù)荷和非線性電氣設(shè)備接入電網(wǎng)，電氣一次設(shè)備故障率呈上升趨勢(shì)。例如：超負(fù)荷、絕緣老化受潮、錯(cuò)誤操作、觸頭不牢固等原因都可能誘發(fā)電氣一次設(shè)備故障問題。從電氣一次設(shè)備故障類型來看，可分為：內(nèi)部故障與外部故障兩大類。如變壓器過熱、運(yùn)行聲音異常、繞組變形、引線脫落、絕緣老化、觸頭接觸不良、回路控制故障、斷路器誤動(dòng)或拒動(dòng)等。根據(jù)相關(guān)研究數(shù)據(jù)顯示，絕緣故障率占總故障率的百分之四十左右，斷路器故障率占百分之二十左右。這些設(shè)備故障問題的發(fā)生，輕則增加供電能耗，重則直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)癱瘓，造成電氣一次設(shè)備損壞。因此，非常有必要采取有效電氣一次設(shè)備安全評(píng)價(jià)與故障預(yù)測(cè)措施，對(duì)電氣一次設(shè)備運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)測(cè)，預(yù)知設(shè)備故障隱患，將故障消滅在萌芽階段，以降低設(shè)備故障率，使電氣一次設(shè)備處于健康、穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全［2］。但傳統(tǒng)技術(shù)條件下，預(yù)測(cè)有效性差，一些故障隱患不能被及時(shí)發(fā)現(xiàn)。因此，為提高設(shè)備故障預(yù)測(cè)與安全評(píng)估有效性和實(shí)效性，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)在線檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，以提高故障預(yù)測(cè)與安全評(píng)估水平。

2 電氣一次設(shè)備在線安全評(píng)價(jià)及故障預(yù)測(cè)技術(shù)

電氣一次設(shè)備在線安全評(píng)價(jià)及故障預(yù)測(cè)，應(yīng)用信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)，能有效降低設(shè)備檢測(cè)成本和難度，節(jié)約人力物力投入，提高檢測(cè)有效性［3］。監(jiān)測(cè)中能對(duì)電壓、電流、頻率、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行高效檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備便會(huì)發(fā)出警報(bào)，并將故障信息反饋給系統(tǒng)，為故障維護(hù)提供支持，能有效提高設(shè)備維護(hù)與維修效率，縮短維護(hù)時(shí)間。下面通過幾點(diǎn)來分析電氣一次設(shè)備在線安全評(píng)價(jià)及故障預(yù)測(cè)技術(shù)：

2.1 GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)

GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)是新型設(shè)備狀態(tài)安全監(jiān)測(cè)技術(shù)，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化故障檢測(cè)，而且檢測(cè)信息具有可視化特點(diǎn)，可成圖、可打印，直觀性強(qiáng)，能為故障維修提供依據(jù)。GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)中包含：SCΑDΑ系統(tǒng)與監(jiān)視控制系統(tǒng)，應(yīng)用范圍非常廣泛。GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)具體應(yīng)用中，是通過記錄電磁暫態(tài)分析故障，實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)安全進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該技術(shù)產(chǎn)生的檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠性和有效性好，不存在其他故障錄波儀器使用中的數(shù)據(jù)冗余問題。GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)與通信技術(shù)有機(jī)結(jié)合便能實(shí)現(xiàn)在線安全狀態(tài)檢測(cè)與評(píng)估，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)同步傳輸。并且這些數(shù)據(jù)能成為故障分析與歸納參考資料。GPS監(jiān)測(cè)技術(shù)同步方式是：通過鉗形傳感器觸發(fā)外同步，從電氣設(shè)備接地線上獲取同步信號(hào)。若外同步無法觸發(fā)則以50Hz固定頻率觸發(fā)內(nèi)同步。分析方式通過特征值分析模型進(jìn)行故障分析，并監(jiān)測(cè)特高頻信號(hào)，通過圖譜變化便可識(shí)別故障點(diǎn)，故障識(shí)別率高，速度快。

2.2 紅外檢測(cè)技術(shù)

紅外檢測(cè)技術(shù)是目前較為常用在線故障預(yù)測(cè)技術(shù)，已經(jīng)非常成熟，不僅檢測(cè)效果好，有效性強(qiáng)，而且不論是內(nèi)部故障，還是外部故障都能適用，屬于非接觸檢測(cè)，安全性好。電氣一次設(shè)備工作狀態(tài)與熱有密切關(guān)系，一旦發(fā)生故障，例如：短路、接觸不良等故障，都會(huì)導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱溫度升高。通過紅外檢測(cè)技術(shù)便能檢測(cè)出設(shè)備細(xì)微溫度變化，可在毫米大小目標(biāo)上檢測(cè)溫度分布確定故障情況，進(jìn)行故障預(yù)測(cè)，所以非常適合于發(fā)熱類故障判斷，可檢測(cè)各部位接頭、冷卻裝置控制元件運(yùn)行溫度，對(duì)監(jiān)測(cè)變壓器潛伏性故障有很大幫助，如：診斷箱體渦流、油路系統(tǒng)、變壓器內(nèi)部等故障。傳統(tǒng)技術(shù)條件下，由于變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，內(nèi)部故障檢測(cè)難度大，若故障點(diǎn)位置較深處于油內(nèi)，便更難發(fā)現(xiàn)故障。而紅外檢測(cè)技術(shù)能對(duì)變壓器熱分布進(jìn)行檢測(cè)，設(shè)備熱分布異常，往往就是故障前兆。

3 結(jié)束語

電氣一次設(shè)備對(duì)電力系統(tǒng)的重要性毋庸置疑，一旦發(fā)生故障問題必然影響電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、安全性，使電力企業(yè)遭受經(jīng)濟(jì)損失，導(dǎo)致設(shè)備燒毀。因此，非常有必要進(jìn)行有效安全評(píng)估與故障預(yù)測(cè)措施。但傳統(tǒng)技術(shù)手段局限性大，檢測(cè)效果并不理想，難以獲得預(yù)期檢測(cè)效果。因此，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)在線安全評(píng)價(jià)與故障預(yù)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用。

［1］李紹峰.淺談變電一次主要設(shè)備的故障預(yù)測(cè)及檢測(cè)方式與技術(shù)［D］.中南大學(xué)，2013（20）∶265-266.

［2］劉糝亮.電力企業(yè)變電一次設(shè)備檢修運(yùn)行中的問題及對(duì)策分析［D］.華北電力大學(xué)，2013（19）∶140.

［3］李商煙.火電機(jī)組設(shè)備安全調(diào)試運(yùn)行及危險(xiǎn)點(diǎn)預(yù)測(cè)預(yù)控故障分析技術(shù)研究［D］.華北電力大學(xué)，2014（04）∶203-204.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.157