輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

丁　莎，曹　雷，陳　杰，詹　迅

（1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司安慶供電公司，安徽安慶246000；2.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司常德供電分公司，湖南常德415000）

輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用

丁莎1，曹雷2，陳杰1，詹迅1

（1.國(guó)網(wǎng)安徽省電力公司安慶供電公司，安徽安慶246000；2.國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司常德供電分公司，湖南常德415000）

當(dāng)前，我國(guó)電力行業(yè)已獲得了良好的發(fā)展，對(duì)輸變電的需求與質(zhì)量的要求越來(lái)越高，本文首先分析了輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)相關(guān)內(nèi)容，其次對(duì)提高輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用措施進(jìn)行了相應(yīng)的闡述，以期提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

輸變電設(shè)備；在線監(jiān)測(cè)；帶電檢測(cè)；電網(wǎng)；應(yīng)用

1　引言

目前，我國(guó)電力系統(tǒng)逐步向高電壓、大容量、互聯(lián)網(wǎng)方向發(fā)展，對(duì)電力系統(tǒng)安全性與可靠性提出了更高的要求，傳統(tǒng)的預(yù)防性試驗(yàn)的局限性越來(lái)越明顯，例如無(wú)法及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣缺陷與反應(yīng)設(shè)備即時(shí)狀態(tài)等，對(duì)此加強(qiáng)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、帶電檢測(cè)技術(shù)研究具有重要意義。

2　輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)

2.1輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)

2.1.1變壓器設(shè)備

在電力系統(tǒng)中，變壓器是最為重要的一類設(shè)備，變壓器可靠運(yùn)行能夠?yàn)殡娏ο到y(tǒng)的安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行提供保障。目前，變壓器設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要包括：變壓器設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)、油液中氣體的監(jiān)測(cè)、局部放電的監(jiān)測(cè)、繞組形變的監(jiān)測(cè)、鐵心接地電流的監(jiān)測(cè)以及振動(dòng)頻譜的監(jiān)測(cè)。

2.1.2電容型電氣設(shè)備

變電所設(shè)備中，大約有45～60%為電容型的電氣設(shè)備，此設(shè)備的絕緣性直接影響著變電所的安全運(yùn)營(yíng)。在電力系統(tǒng)所有電氣設(shè)備中，在線監(jiān)測(cè)應(yīng)用與研究最多的為電容器電氣設(shè)備，其監(jiān)測(cè)工作主要包括泄漏電流的監(jiān)測(cè)、電容器容量的監(jiān)測(cè)以及介質(zhì)損耗的監(jiān)測(cè)。

2.1.3斷路器

在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，斷路器發(fā)揮著控制與保護(hù)的作用，斷路器開(kāi)斷性能在很大程度上影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)安全。就當(dāng)前情況來(lái)看，斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要包括斷路器的機(jī)械動(dòng)作特性、斷路器的滅弧室電壽命以及SF6氣體監(jiān)測(cè)三方面內(nèi)容。

2.1.4電 纜

疊加直流電壓法是我國(guó)電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為頻繁的一種電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，但其存在以下缺陷與不足：①由于端部表面漏電阻改變、雜散電流改變等原因的存在，測(cè)量差距較大。②接地變壓器通過(guò)直流電的時(shí)間長(zhǎng)，存在磁路飽和的現(xiàn)象，往往會(huì)導(dǎo)致繼電保護(hù)的不正確動(dòng)作。

2.1.5輸電線路

當(dāng)電力線路運(yùn)營(yíng)狀態(tài)與周圍環(huán)境條件相適應(yīng)時(shí)，輸電線路的狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)工作主要包括：雷電定位系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)輸電線路覆冰、、監(jiān)測(cè)風(fēng)偏、監(jiān)測(cè)導(dǎo)線溫度、監(jiān)測(cè)絕緣子污穢度等。

2.2輸變電設(shè)備的帶電檢測(cè)

2.2.1紅外線成像

對(duì)于紅外線成像監(jiān)測(cè)技術(shù)（圖1），其主要用于輸變電電氣設(shè)備由于電阻損耗、介電損耗等原因?qū)е碌木植繙囟壬咔闆r的監(jiān)測(cè)。此技術(shù)存在較大的局限性，具體如下：紅外線的穿透能力相對(duì)較差，所以，如果需要監(jiān)測(cè)許多復(fù)雜的電氣設(shè)備故障，若故障發(fā)生位置與電氣設(shè)備表面之間的距離相對(duì)大，其紅外檢測(cè)結(jié)構(gòu)往往無(wú)法良好的展現(xiàn)出電氣設(shè)備實(shí)際故障情況。

圖1　紅外線成像原理圖

2.2.2紫外線成像

對(duì)于紫外線成像檢測(cè)技術(shù)，其主要用于輸變電電氣設(shè)備表面由于局部發(fā)電而導(dǎo)致的電蝕損檢測(cè)，一般用于電纜外部損傷與絕緣缺陷等情況的檢測(cè)工作，此技術(shù)也存在較大的缺陷，由于紫外線檢測(cè)光子會(huì)隨著檢測(cè)壓力、溫度與距離等參數(shù)的變化而改變，且其還缺乏正規(guī)的紫外線檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)的查閱與參考。

2.2.3超聲波

超聲波檢測(cè)技術(shù)主要通過(guò)超聲波的折射、反射原理檢測(cè)絕緣介質(zhì)內(nèi)部的缺陷，其具備穿透性能良好、檢測(cè)成本低廉、效率高的優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)也存在一定的缺陷：①必須采用耦合介質(zhì)，以使得聲能進(jìn)入被檢測(cè)的設(shè)備。②檢測(cè)結(jié)果無(wú)法直觀顯示，對(duì)相關(guān)技術(shù)工作人員的要求也相對(duì)較高。就我國(guó)當(dāng)前輸變電電氣設(shè)備帶電檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展情況，超聲波檢測(cè)技術(shù)的發(fā)展方向在于監(jiān)測(cè)重心向著絕緣狀態(tài)量，逐步向化學(xué)量、機(jī)械量等趨勢(shì)發(fā)展，且其電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)主要趨向于綜合發(fā)展：即為通過(guò)網(wǎng)絡(luò)途徑進(jìn)行電氣設(shè)備實(shí)時(shí)采集的狀態(tài)量的集中，然后將其與電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況進(jìn)行有機(jī)的融合，以此來(lái)對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行全面綜合的分析，為電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)提供參考依據(jù)。

3　提高輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)在電網(wǎng)中應(yīng)用的措施

3.1規(guī)范在線監(jiān)測(cè)裝置的技術(shù)要求

當(dāng)前，隨著在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的迅速發(fā)展，參與研發(fā)的廠家越來(lái)越多，在短期內(nèi)要想形成國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，具有較大的難度，但可指定省公司層面的技術(shù)要求，對(duì)于入網(wǎng)的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，必須滿足通信規(guī)約、數(shù)據(jù)庫(kù)等方面的統(tǒng)一要求，確保不同廠家的設(shè)備均具備可擴(kuò)展性與互換性。此外，為了避免低質(zhì)量產(chǎn)品入網(wǎng)使用，保證狀態(tài)檢修技術(shù)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，還應(yīng)當(dāng)建立并配備統(tǒng)一的檢測(cè)方法，并且還需對(duì)在線監(jiān)測(cè)裝置的測(cè)量進(jìn)度、工作狀態(tài)與數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性進(jìn)行相應(yīng)的檢測(cè)評(píng)價(jià)，以規(guī)范其選型與使用。

3.2提高在線監(jiān)測(cè)裝置的性能

①對(duì)于傳感器與光纖等技術(shù)的發(fā)展情況，研發(fā)機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)緊密跟蹤，從而開(kāi)發(fā)出具有較高測(cè)量進(jìn)度、較強(qiáng)抗干擾能力，且滿足實(shí)際需求的系統(tǒng)。②生產(chǎn)廠家應(yīng)不斷提升產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造工藝水平，以提升系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠性。③對(duì)于在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，運(yùn)行單位應(yīng)對(duì)其進(jìn)行及時(shí)的對(duì)比分析，增強(qiáng)與研發(fā)機(jī)構(gòu)、廠家之間的溝通交流，進(jìn)一步提升專家系統(tǒng)的診斷能力。除此之外，對(duì)于面向智能電網(wǎng)的建設(shè)，必須提升在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的智能化水平，以此來(lái)為智能電網(wǎng)的電網(wǎng)自愈與智能化檢修目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供數(shù)據(jù)信息。

3.3加強(qiáng)在線監(jiān)測(cè)裝置的管理

當(dāng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)正式投入運(yùn)行之后，必須編寫相應(yīng)的運(yùn)行規(guī)程，將其納入生產(chǎn)設(shè)備日常管理范疇，不斷規(guī)范其儲(chǔ)存、使用、維護(hù)等管理制度。此外，設(shè)備廠家還需要充分掌握監(jiān)測(cè)設(shè)備的運(yùn)營(yíng)實(shí)況，構(gòu)建水平高、反應(yīng)速度快的管理與維修機(jī)制，合理改進(jìn)、完善監(jiān)測(cè)裝置的性能。

3.4注重在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，可及時(shí)掌握設(shè)備的切實(shí)運(yùn)行情況，進(jìn)一步提升供電可靠性。所以，在進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)或是帶電檢測(cè)的儀器或系統(tǒng)的選用時(shí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際情況與需求，盡量先考慮影響面大的設(shè)備。在電氣量與非電氣量的監(jiān)測(cè)方面，每一種不同的監(jiān)測(cè)方法或儀器均存在各自的優(yōu)勢(shì)與缺陷，所以，在進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)設(shè)備型號(hào)的選擇時(shí)，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，根據(jù)設(shè)備的特征，綜合考慮事故發(fā)生率、事故造成的損失、監(jiān)測(cè)設(shè)備成本與維修成本、監(jiān)測(cè)成功的幾率，且還需要根據(jù)項(xiàng)目實(shí)際需求，確定在線監(jiān)測(cè)裝置的投入規(guī)模，從而提高監(jiān)測(cè)系統(tǒng)利用率。

4　結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在線監(jiān)測(cè)與帶線檢測(cè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程，還存在一些不完善、不成熟的地方，所以，對(duì)于電網(wǎng)中輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)及帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用，應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備的具體運(yùn)行情況，綜合分析設(shè)備監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，提升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析判斷的準(zhǔn)確性，提升電網(wǎng)運(yùn)行水平，促進(jìn)檢修模式的轉(zhuǎn)變與狀態(tài)檢修的完善。

[1]沈 鑫，曹 敏，薛 武，等.基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的輸變電設(shè)備智能在線監(jiān)測(cè)研究及應(yīng)用[J].南方電網(wǎng)技術(shù)，2016（10）：32～41.

[2]徐百達(dá).輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究及應(yīng)用[J].引文版：工程技術(shù)，2015（39）：119.

[3]陸啟宇，陳 璐，徐 鵬.帶電檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)在特高壓練塘站運(yùn)維中的應(yīng)用[J].華東電力，2014（42）：2827～2830.

TM855

A

2095-2066（2016）31-0060-02

2016-10-17

丁 莎（1986-），女，工程師，本科，主要從事變電運(yùn)維等工作。