變電站高壓電氣試驗(yàn)儀器問(wèn)題及技術(shù)改進(jìn)的幾點(diǎn)思考

林丹丹 林俊超 林瑞宗 劉玲玲 林俊偉

(1.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司超高壓分公司 2.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司莆田供電公司 3.國(guó)網(wǎng)福建省電力有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院 4.南網(wǎng)深圳供電局有限公司財(cái)務(wù)共享中心 5.南網(wǎng)深圳供電局有限公司福田供電局)

0 引言

高壓電氣設(shè)備作為變電站穩(wěn)定運(yùn)行的重要結(jié)構(gòu),設(shè)備檢測(cè)對(duì)變電站發(fā)展意義重大。高壓電氣試驗(yàn)是檢測(cè)電氣設(shè)備的主要手段, 可評(píng)估高壓電氣設(shè)備安全性能、運(yùn)行狀態(tài)、絕緣性, 幫助變電站排查高壓電氣設(shè)備的安全隱患。但隨著社會(huì)科技水平的提升, 傳統(tǒng)電氣試驗(yàn)儀器逐漸落后, 無(wú)法滿足高壓電氣設(shè)備檢測(cè)需求, 因此需要通過(guò)技術(shù)改進(jìn), 升級(jí)電氣試驗(yàn)儀器, 確保高壓電氣設(shè)備檢測(cè)結(jié)果的可靠性。

1 高壓電氣試驗(yàn)內(nèi)容

高壓電氣試驗(yàn)可以排查變電站內(nèi)的安全隱患, 預(yù)防電氣設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn), 控制因設(shè)備故障造成的風(fēng)險(xiǎn)損失。高壓電氣試驗(yàn)的主要內(nèi)容是針對(duì)絕緣預(yù)防性交接、設(shè)備交接、絕緣性預(yù)防性等檢測(cè)試驗(yàn), 是通過(guò)高壓電氣試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備有無(wú)漏電問(wèn)題, 使變電站維修人員掌握設(shè)備絕緣電阻, 了解其介質(zhì)損耗情況, 評(píng)估設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)[1]。

此外, 高壓電氣試驗(yàn)包括耐壓檢測(cè), 試驗(yàn)內(nèi)容是通過(guò)儀器檢測(cè)高壓電氣設(shè)備的絕緣性能, 排查絕緣缺陷。絕緣預(yù)防性交接試驗(yàn)則可細(xì)化為: 介質(zhì)損耗試驗(yàn)、絕緣電阻試驗(yàn)、直流耐壓試驗(yàn), 試驗(yàn)數(shù)據(jù)可直觀顯示設(shè)備缺陷, 呈現(xiàn)設(shè)備絕緣性能。高壓電氣試驗(yàn)內(nèi)容非常復(fù)雜, 試驗(yàn)種類較多, 變電站生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)期間, 相關(guān)人員會(huì)依據(jù)高壓電氣設(shè)備運(yùn)維管理需求確定試驗(yàn)內(nèi)容, 提升高壓電氣設(shè)備檢修、維護(hù)方案的有效性。

2 高壓電氣試驗(yàn)儀器問(wèn)題

2.1 常規(guī)儀器

高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)中, 常規(guī)試驗(yàn)儀器有著不可替代的作用。變電站高壓電氣試驗(yàn)時(shí), 常規(guī)實(shí)驗(yàn)儀器占比較大, 且該類儀器的功能無(wú)法由設(shè)備自動(dòng)完成, 需利用好外力作用。另外, 常規(guī)儀器結(jié)構(gòu)上缺乏可聯(lián)動(dòng)計(jì)算機(jī)、轉(zhuǎn)換電子信號(hào)的接口, 所以儀器在采集試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)無(wú)法和信息化軟件建立連接, 繼而導(dǎo)致試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析存在風(fēng)險(xiǎn)。相較于其他設(shè)備, 常規(guī)試驗(yàn)儀器的體積大, 攜帶不便, 試驗(yàn)過(guò)程需要依賴于人工參與,且對(duì)技術(shù)人員的專業(yè)能力、操作經(jīng)驗(yàn)有著極高的要求[2]。人員操作不當(dāng)時(shí)會(huì)造成質(zhì)量問(wèn)題, 使得高壓設(shè)備的試驗(yàn)數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。不僅如此, 常規(guī)試驗(yàn)儀器無(wú)法大量記錄、長(zhǎng)時(shí)間保存試驗(yàn)數(shù)據(jù), 自動(dòng)化水平不高, 需人工查詢?cè)囼?yàn)記錄, 且手動(dòng)查詢相對(duì)困難。但是受資金限制, 電力企業(yè)難以直接淘汰常規(guī)試驗(yàn)儀器, 需要通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新方可改進(jìn)儀器功能, 使其滿足變電站高壓電氣設(shè)備檢測(cè)試驗(yàn)要求。

2.2 自動(dòng)化試驗(yàn)儀器

針對(duì)常規(guī)電氣試驗(yàn)儀器的局限性, 部分電力企業(yè)開(kāi)發(fā)出少量的自動(dòng)化試驗(yàn)儀器, 如“高壓程控試驗(yàn)車”, 這類儀器是對(duì)常規(guī)儀器的改造、升級(jí), 可以第一時(shí)間抵達(dá)指定區(qū)域檢測(cè)電氣設(shè)備?？商娲鷤鹘y(tǒng)人工操作, 規(guī)范地對(duì)高壓電氣設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)、前端單元測(cè)試, 提供可靠的試驗(yàn)結(jié)果。但由于該類儀器設(shè)備價(jià)格昂貴, 使用時(shí)需要耗費(fèi)大量的成本支出, 所以無(wú)法在國(guó)內(nèi)電力企業(yè)廣泛運(yùn)用。

3 變電站高壓電氣試驗(yàn)方法和儀器

3.1 高壓電氣試驗(yàn)方法

1) 電阻試驗(yàn)法。變電站高壓電氣試驗(yàn)期間, 電阻試驗(yàn)方法是針對(duì)變壓器線圈直流電阻的測(cè)試試驗(yàn),具有檢測(cè)變壓器內(nèi)線路接頭安全的作用。相關(guān)人員可通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)該類設(shè)備的既存問(wèn)題。主要試驗(yàn)方法為電橋法, 設(shè)備電阻值小于100Ω 時(shí), 則可選用單臂電橋法, 電阻值大于100Ω, 試驗(yàn)方法為雙臂電橋法。

2) 變壓比測(cè)試法。目前, 我國(guó)電力企業(yè)會(huì)根據(jù)變壓器的數(shù)值變化調(diào)整電壓, 測(cè)試過(guò)程中需要在變壓器內(nèi)分別接入電壓表、380V 電源, 隨后根據(jù)電壓表進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)量。試驗(yàn)過(guò)程中可操作線路開(kāi)關(guān), 讀取、記錄電壓表數(shù)值, 對(duì)比分析平均數(shù)值后控制電壓, 分析電氣設(shè)備電壓的穩(wěn)定性。

3) 直流耐壓試驗(yàn)。該試驗(yàn)的主要目的是排查電氣設(shè)備運(yùn)行時(shí)各個(gè)線路接頭處的故障問(wèn)題。試驗(yàn)一般需要2 名技術(shù)人員同時(shí)配合, 1 名負(fù)責(zé)接線, 1 名負(fù)責(zé)檢查。試驗(yàn)期間還應(yīng)屏蔽微安表, 以減少其對(duì)試驗(yàn)造成的干擾。

4) 介損試驗(yàn)法。變電站內(nèi)的很多電氣設(shè)備會(huì)長(zhǎng)期處于室外環(huán)境中, 溫度、濕度都會(huì)影響設(shè)備, 造成設(shè)備損耗。介損試驗(yàn)是在屏蔽高壓線路端口的基礎(chǔ)上, 通過(guò)利用低反線路接線, 連接低壓線路芯線, 使線路上的信號(hào)接入高壓端口, 隨后根據(jù)線路上電壓、電阻、電流值確認(rèn)設(shè)備結(jié)構(gòu)的損耗情況, 檢查其本身結(jié)構(gòu)有無(wú)老化、磨損情況[3]。

3.2 高壓電氣試驗(yàn)儀器

變電站高壓電氣試驗(yàn)中, 常用試驗(yàn)設(shè)備較多, 包括高壓發(fā)生器、電氣測(cè)量?jī)x等試驗(yàn)儀器。比如, 電流值為2mA、輸出電壓為400kV 的直流高壓發(fā)生器, 以及可對(duì)低于500kV 變電站進(jìn)行耐壓試驗(yàn)的變頻諧振耐壓試驗(yàn)儀器。除此之外, 還包括測(cè)試開(kāi)關(guān)、變壓器、PT 等輕型試驗(yàn)儀器, 以及可實(shí)現(xiàn)多倍頻感應(yīng)的耐壓試驗(yàn)儀器。電氣測(cè)量?jī)x器主要包括互感器特性測(cè)試儀、全電容測(cè)試儀、直流電阻測(cè)試儀、回路電阻測(cè)試儀等。其中直流電阻測(cè)試儀多為變壓器直流電阻測(cè)試儀, 可測(cè)量變壓器繞組, 回路電阻測(cè)試儀主要測(cè)量斷路器的導(dǎo)電回路, 測(cè)量范圍為0 ～1999.9μΩ?；ジ衅魈匦詼y(cè)試儀多用于電氣設(shè)備的耐壓、變比測(cè)試試驗(yàn),電容測(cè)試儀是在試驗(yàn)過(guò)程中作為測(cè)量無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M。

4 變電站高壓電氣試驗(yàn)技術(shù)改進(jìn)思路

4.1 應(yīng)用帶電檢測(cè)技術(shù)

升級(jí)變電站高壓電氣技術(shù)時(shí), 可將帶電檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用在高壓電氣試驗(yàn)中, 如表1 所示。具體應(yīng)用時(shí)應(yīng)強(qiáng)調(diào)帶電檢測(cè)時(shí)數(shù)據(jù)分析的科學(xué)性, 可用紅外熱像儀器檢測(cè)電氣設(shè)備, 完整采集具有缺陷性質(zhì)的設(shè)備信息, 評(píng)估數(shù)據(jù)內(nèi)涵[4]。檢測(cè)結(jié)果正常時(shí)可用超聲波技術(shù), 局部放電檢測(cè)電氣設(shè)備, 查明設(shè)備內(nèi)有無(wú)機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)象。此外, 為確保高壓電氣試驗(yàn)中超聲波局部放電檢測(cè)的可靠性, 變電站可通過(guò)SF6 氣體濕度、分解物檢測(cè)排查設(shè)備故障, 分析高壓電氣設(shè)備是否存在熱性故障, 發(fā)現(xiàn)異常后及時(shí)跟蹤診斷, 查明缺陷位置,并進(jìn)行停電檢修。

表1 高壓電氣試驗(yàn)中帶電檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

4.2 引進(jìn)智能化檢測(cè)技術(shù)

智能化檢測(cè)技術(shù)是采用智能化手段, 聯(lián)合應(yīng)用高壓電氣試驗(yàn)儀器, 建設(shè)智能化檢測(cè)系統(tǒng)。從技術(shù)層面分析, 該系統(tǒng)是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù), 促進(jìn)高壓電氣試驗(yàn)儀器移動(dòng)端、設(shè)備系統(tǒng)的連接, 滿足電氣試驗(yàn)時(shí)的遠(yuǎn)程傳輸、控制要求?；谥悄芑瘷z測(cè)技術(shù), 變電站高壓電氣試驗(yàn)儀器可利用系統(tǒng)的主服務(wù)器端傳輸試驗(yàn)信息, 將關(guān)鍵的數(shù)據(jù)信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程PC 端, 以此節(jié)約數(shù)據(jù)分析時(shí)間, 適應(yīng)不同高壓設(shè)備的檢測(cè)環(huán)境。在遠(yuǎn)端服務(wù)器的支持下, 該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變電站高壓電氣設(shè)備的運(yùn)行情況, 智能化分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)、設(shè)備圖像、設(shè)備運(yùn)行參數(shù), 評(píng)估設(shè)備狀態(tài), 使管理人員在電氣設(shè)備運(yùn)行期間掌握設(shè)備狀態(tài), 制定可靠的管理決策。

4.3 重視試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

為促進(jìn)變電站電氣試驗(yàn)技術(shù)升級(jí), 還應(yīng)積極建設(shè)電氣設(shè)備試驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù), 引進(jìn)大數(shù)據(jù)技術(shù), 加強(qiáng)電氣設(shè)備試驗(yàn)數(shù)據(jù)的利用分析。變電站可應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù),結(jié)合高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)流程打造數(shù)據(jù)化的存儲(chǔ)系統(tǒng),建設(shè)電氣設(shè)備狀態(tài)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù), 提取其中的關(guān)鍵信息, 歸納整合后提供可參考的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

具體建設(shè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí), 還應(yīng)按照變電站管理電氣設(shè)備的實(shí)際需求, 打造可獨(dú)立運(yùn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)信息采集可應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、人工采集等方式, 錄入計(jì)算機(jī)系統(tǒng)后綜合分析新數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù), 換算處理后指導(dǎo)高壓設(shè)備電氣試驗(yàn), 輔助試驗(yàn)儀器判斷。另外, 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)時(shí)還應(yīng)同步更新高壓電氣設(shè)備的信息化檔案, 做好數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)更新工作, 便于相關(guān)人員提取、存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

4.4 靈活運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)

現(xiàn)階段, 計(jì)算機(jī)技術(shù)成為各領(lǐng)域技術(shù)革新的重要內(nèi)容, 變電站電氣試驗(yàn)中, 計(jì)算機(jī)可促進(jìn)試驗(yàn)技術(shù)的先進(jìn)性, 升級(jí)常規(guī)試驗(yàn)儀器, 完善高壓電氣試驗(yàn)儀器的功能。相關(guān)企業(yè)可將計(jì)算機(jī)技術(shù)和傳統(tǒng)高壓電氣設(shè)備相結(jié)合, 開(kāi)發(fā)可用于高壓電氣試驗(yàn)的計(jì)算機(jī)軟件,用計(jì)算機(jī)技術(shù)輔助高壓電氣試驗(yàn), 解決單一常規(guī)儀器進(jìn)行電氣試驗(yàn)時(shí)存在的問(wèn)題, 提升常規(guī)電氣試驗(yàn)設(shè)備的智能化水平。

基于計(jì)算機(jī)技術(shù), 試驗(yàn)過(guò)程中相關(guān)人員可根據(jù)系統(tǒng)提示規(guī)范操作, 隨后利用計(jì)算機(jī)程序自動(dòng)匯總、采集試驗(yàn)數(shù)據(jù), 確保試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確, 提升試驗(yàn)效率。使變電站高壓電氣儀器具有自動(dòng)錄入、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、試驗(yàn)報(bào)告分析等功能, 可以為變電站搭建通用型的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu), 大量存儲(chǔ)試驗(yàn)數(shù)據(jù), 提升電氣試驗(yàn)中數(shù)據(jù)信息的利用率, 為高壓電氣設(shè)備的升級(jí)、管理創(chuàng)造有利條件。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述, 為滿足變電站對(duì)高壓設(shè)備的檢測(cè)需求, 還應(yīng)順應(yīng)時(shí)代發(fā)展, 積極改進(jìn)電氣視乎, 用技術(shù)手段升級(jí)高壓設(shè)備的電氣試驗(yàn)儀器, 完善試驗(yàn)設(shè)備的功能, 使其準(zhǔn)確評(píng)估高壓電氣設(shè)備的整體性能, 提升變電站設(shè)備管理質(zhì)量。與此同時(shí), 相關(guān)部門(mén)還應(yīng)積極促進(jìn)高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn), 升級(jí)電氣試驗(yàn)技術(shù), 減少試驗(yàn)儀器誤差, 獲取高價(jià)值高壓電氣設(shè)備試驗(yàn)效果, 為我國(guó)電力企業(yè)的健康發(fā)展提供助力。