電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究

曹 偉

國網(wǎng)拉薩供電公司，西藏 拉薩 850000

0 引言

電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)是一種根據(jù)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)信息，對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)和故障發(fā)展趨勢(shì)做出評(píng)估的新技術(shù)。設(shè)備故障一般具有一定的發(fā)展過程，電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)在故障形成初始階段可根據(jù)聲、光、熱等現(xiàn)象準(zhǔn)確定位故障，同時(shí)可將其作為處置故障的決策依據(jù)。依據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況可制訂維護(hù)、檢修策略和計(jì)劃，從而合理降低檢修成本。

1 典型案例概述

某110 kV變電站運(yùn)行人員巡檢時(shí)發(fā)現(xiàn)某110 kV線路開關(guān)本體存在異響聲。該設(shè)備為126 kV SF6氣體絕緣金屬封閉組合開關(guān)設(shè)備。檢修專業(yè)人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)該線路開關(guān)進(jìn)行外部檢查，開關(guān)彈簧機(jī)構(gòu)均合閘到位，機(jī)構(gòu)內(nèi)部無振動(dòng)，外部連接螺栓無明顯松動(dòng)?，F(xiàn)場(chǎng)檢查本間隔開關(guān)SF6壓力均正常，后臺(tái)均無異常信號(hào)?，F(xiàn)場(chǎng)人員在該線路停電轉(zhuǎn)檢修過程對(duì)開關(guān)異響情況進(jìn)行觀察，將開關(guān)轉(zhuǎn)為熱備用后，即斷開斷路器時(shí)（母線側(cè)帶電），異響消失。未對(duì)該間隔進(jìn)行特高頻、超聲波局部放電及暫態(tài)地電壓等檢測(cè)。

采用TP-40型SF6電氣設(shè)備絕緣氣體綜合檢測(cè)儀對(duì)該線路斷路器氣室進(jìn)行氣體檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果S02氣體含量超標(biāo)，具體數(shù)據(jù)如表1所示。

表1 斷路器氣室氣體檢測(cè)結(jié)果表

2 現(xiàn)場(chǎng)檢查及異常原因分析

2.1 觸頭和噴口情況

斷路器A、B、C相柱的絕緣筒，絕緣拉桿和絕緣支撐座等絕緣件無臟污、裂痕和閃絡(luò)痕跡，裝配位置無放電痕跡。A相大噴口與弧觸頭燒蝕情況如圖1所示。A相小噴口燒蝕情況如圖2所示。

圖1 A相大噴口與弧觸頭燒蝕情況

圖2 A相小噴口燒蝕情況

2.2 異響原因判斷及分析

拆解過程發(fā)現(xiàn)斷路器基礎(chǔ)與底架之間的固定螺栓存在松動(dòng)。GIS設(shè)備在電動(dòng)力和外界干擾源的作用下會(huì)產(chǎn)生振動(dòng)，長期在振動(dòng)力的作用下，可能引起螺栓緊固部位松動(dòng)。在電動(dòng)力的作用下，會(huì)加劇設(shè)備本體和氣室內(nèi)部各連接處擋片的振動(dòng)，引起擋片產(chǎn)生震顫響聲，從而造成開關(guān)異響。當(dāng)開關(guān)轉(zhuǎn)為熱備用后，電動(dòng)力消失，異響也消失，且解體檢查未發(fā)現(xiàn)局部放電點(diǎn)，可間接驗(yàn)證開關(guān)異響是因振動(dòng)所引起的。

現(xiàn)場(chǎng)拆解檢查該線斷路器滅弧室發(fā)現(xiàn)，A相滅弧室引弧觸頭有燒蝕，弧觸頭和噴口內(nèi)積累少量白色粉末，B、C相滅弧室內(nèi)弧觸頭和大/小噴口均正常，無白色粉末情況。通過分析判斷可能是該線路斷路器A、B、C三相開斷過不同負(fù)荷的電流造成三相弧觸頭和噴口燒蝕程度不同，且A相開斷的負(fù)荷電流遠(yuǎn)大于B、C相。

3 電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)的重要性

通過上述案例處置可以發(fā)現(xiàn)，造成此次異響原因是斷路器基礎(chǔ)與底架之間固定螺栓存在松動(dòng)，而螺栓松動(dòng)并不會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行。內(nèi)部觸頭放電、燒損或其他影響設(shè)備運(yùn)行因素在開關(guān)解體后并未發(fā)現(xiàn)，檢測(cè)手段單一、檢測(cè)數(shù)據(jù)無法為后續(xù)問題處理提供強(qiáng)有力依據(jù)和指導(dǎo)作用，在沒有經(jīng)過充分的科學(xué)論證即進(jìn)行開關(guān)解體檢查存在一定的盲目性。

3.1 狀態(tài)檢測(cè)概況

國家電網(wǎng)在2007年開始逐步推廣電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)，經(jīng)過多年推進(jìn)和不斷深化，電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)在江蘇、浙江等網(wǎng)省公司已經(jīng)非常成熟，積累了很多寶貴的經(jīng)驗(yàn)。電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)是現(xiàn)代電力企業(yè)普遍推行的一種設(shè)備檢修管理策略。根據(jù)狀態(tài)檢測(cè)信息，對(duì)設(shè)備健康狀態(tài)和故障發(fā)展趨勢(shì)做出評(píng)估，依據(jù)設(shè)備的實(shí)際情況制訂維護(hù)計(jì)劃和檢修策略，合理降低檢修成本，提高檢修效率，保障設(shè)備運(yùn)行的可靠性[1]。

3.2 狀態(tài)檢測(cè)的優(yōu)勢(shì)

狀態(tài)檢測(cè)具有以下優(yōu)勢(shì)：一是能預(yù)先發(fā)現(xiàn)潛在的故障點(diǎn)，確保現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備持續(xù)、安全、有效運(yùn)行；二是為設(shè)備采取預(yù)防措施提供了科學(xué)依據(jù)；三是為更換或者維修舊設(shè)備提供了依據(jù)，能充分利用現(xiàn)有設(shè)備，達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)效益；四是可以對(duì)設(shè)備的局部放電定量測(cè)試，也可以對(duì)放電狀況進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)[2]。

3.3 典型狀態(tài)檢測(cè)方法

根據(jù)設(shè)備整體結(jié)構(gòu)，7大類設(shè)備適宜狀態(tài)檢測(cè)，主要包含輸電線路、變壓器、開關(guān)類設(shè)備、互感器、避雷器、電纜、開關(guān)柜，文章重點(diǎn)列舉兩類設(shè)備狀態(tài)方法作為參考。

（1）光纖式在線測(cè)溫監(jiān)測(cè)。光纖溫度監(jiān)測(cè)終端具有6個(gè)ST光纖接口，能夠同時(shí)支持6個(gè)光纖溫度傳感器，最多實(shí)現(xiàn)6通道的溫度測(cè)量。帶背光的LCD顯示屏能夠同時(shí)顯示6個(gè)通道的溫度數(shù)值，并具有溫度報(bào)警指示功能。開關(guān)柜側(cè)觸頭溫度檢測(cè)示意圖如圖3所示。

圖3 開關(guān)柜側(cè)觸頭溫度檢測(cè)示意圖

變電站綜合在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫接收溫度檢測(cè)終端和SCADA系統(tǒng)傳來的同時(shí)間點(diǎn)溫度信息和負(fù)荷信息，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，描繪成趨勢(shì)曲線，然后通過軟件中時(shí)間段選取形成溫度和負(fù)荷變化的趨勢(shì)曲線，三相負(fù)荷電流和三相溫度變化如果不一致，則表示存在故障隱患。

（2）超聲波局部放電檢測(cè)。電氣設(shè)備發(fā)生局部放電時(shí)，通常會(huì)伴隨產(chǎn)生不同的物理和化學(xué)現(xiàn)象。局部放電檢測(cè)就是通過對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)局部放電進(jìn)行定性和定量的分析，從而判斷設(shè)備絕緣老化現(xiàn)象，確定設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。通過超聲波局部放電檢測(cè)，分析檢測(cè)數(shù)據(jù)和超聲波圖譜，運(yùn)用高頻電流檢測(cè)和特高頻檢測(cè)可實(shí)現(xiàn)故障的精確識(shí)別和定位，還可以特高頻測(cè)試信號(hào)波形、圖譜進(jìn)行判斷[3]。

局部放電檢測(cè)可在短時(shí)間內(nèi)對(duì)開關(guān)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，其測(cè)量結(jié)果可以用于指導(dǎo)后續(xù)故障處理和制訂處理方法。局部放電值判斷標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 局部放電值判斷標(biāo)準(zhǔn)

4 結(jié)束語

文章通過分析狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)在典型案例中的應(yīng)用可知，運(yùn)用電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)一定程度上能起到防患于未然的作用，可以提前發(fā)現(xiàn)并及時(shí)排除故障隱患，設(shè)備運(yùn)維管理單位可根據(jù)自身設(shè)備情況制定周期性的設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)計(jì)劃，常態(tài)化開展設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)能有效避免設(shè)備維修頻繁、盲目維修等問題。