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摘 要:为了适应科学技术的发展,对高压电网的电气设备进行带电检测或利用设备的运行电压监测各项参数,实现实时监测运行的电气设备,可提前发现运行设备的潜在隐患,传统的周期性检修试验无法发现检修试验周期间的设备隐患,易造成电气设备的突发事件。多年来,在线监测技术在电网中得到了广泛应用,不仅节省了传统检修的不必要开支,且为供电的安全性及控制电网的突发事件提供了可靠的保障。
关键词:电力系统 周期检修 在线监测 绝缘故障 比较分析
一、引言
科技的快速发展,电力部门的专家经过长期的研究、分析、判断对电气设备的故障检测总结了有效的在线检测方法,为电网安全运行可靠供电打下了坚实的基础。随着电子业的发展,计算机的广泛应用,在线检测更加成熟可靠。电网不断完善供电系统结构,一次设备向体积小、重量轻、无油化方向发展(GIS组合电器、干式),进一步完善数字化电网,向智能化电网迈进。检修方面,从周期性检修向动态跟踪方向发展。为确保电网安全可靠运行,杜绝事故发生,实行动态检修,在线监测是保证电网电气设备安全运行的可靠保障。
二、高压设备绝缘故障对电网运行的危害性
高压电器设备是电力系统不可缺少的元件,是保证供电的基础设施。无论是变压器还是电压互感器及电流互感器、还是避雷器、断路器、电力电缆、绝元器件等,一旦发生故障不仅造成经济损失,还会引发停电事故,将给生产生活造成不可估量的损失,并将产生严重的社会影响。多年来,在电气设备的故障中大部是绝缘裂化产生的,电气设备的绝缘故障不仅造成经济损失还会给人身造成危害,所以预防绝缘故障的发生不仅可提高供电的可靠性,还会避免对人生的伤害,但是运行电气设备受长期电的、机械的、化学的作用,绝缘故障的发生是不可避免的,因为任何绝缘故障的发生都有一个发展过程,在运行电压及负荷电流作用下,尤其在大负荷及过电压下,绝缘隐患处温度随之升高、绝缘性能下降、会出现局部放电现象,导致绝缘继续降低,放电频率也会增加,泄漏电流增大、介质损失上升、有功损耗增加,恶性循环,最终该处丧失绝缘性能,导致绝缘击穿,就造成电网故障的发生。所以利用在线或带电检测就可及时发现电气设备运行的健康情况,根据同一台设备監测结果进行不同时间的比较、分析,判断就能发现绝缘性能的变化情况,发现问题有计划的停电检修,就能避免突发事故给生产生活带来的损失,为电系统的安全运行提供保障。
三、在线监测与状态维修的必要性
1.周期检修与状态检修的比较。预防性维修和试验是判断设备能否继续运行的重要手段,是预防设备损坏及保证安全运行的重要措施,多年来,预防性试验为电网设备安全运行提供了安全保障,有效防止了供电设备事故的发生。但长期的周期检修经验告诉我们,由于设备投入运行后,每年的检修大部分是在现场检修,工作条件、专业水平、技术手段等,都无法与生产厂家条件相比,检修中难免出现漏洞,任何失误都可能造成不可挽回的损失,小小的马虎就能引发重大事故 。再有根据《电力设备预防性试验规程》规定不同的设备检修时间不同,有的设备运行良好,运行中没有异常情况,但根据规程也要定期检修,按要求不管设备状况如何也要按计划执行检修试验,是否有必要、有状态良好的设备该不该检修,是值得我们电力部门关注的问题,我们只有总结经验,积累数据、分析研究、判断结果,分析绝缘器件老化的规律,掌握各类绝缘材料的有效使用寿命,否则有可能没有问题的设备检修后出现了问题,不仅造成经济损失,且给供电造成了影响。再有传统的预防性试验对被试品所加的电压偏低,尤其是高电压的电气设备,如110kV及以上的电气设备,运行电压远远高于某些试验项目的电压,如对35kV以上电气设备进行介质损失试验时,所加的试验电压仅为10kV,在该电压下试验能否真正反应被试品的真实绝缘状况,会不会给被试品留下潜在隐患,对设备安全运行是否有可靠的保障,这些问题是电力部门值得探讨的问题,另外由于考虑设备容量的问题,有些被试品因试验仪器容量问题,无法进行工频试验,只能用直流试验代替,试验电压与设备运行电压的性质不同,因对被试品进行交流与直流试验时,所加电压作用在被品的位置不同,检测结果的参数不同,因设备运行电压是交流,直流试验没有模拟交流检测,直流下检测结果需要进一步总结分析,试验后的检测结果能否反应被试品的真实情况,如果实现状态检修就可避免上述的弊端,在线监测及带电检测,可及时发现运行设备的内在隐患,通过数据的比较、分析、判断设备是否需要停电检修,这样可根据设备的健康情况申请停电检修,避免了周期检修的潜在故障引发突发事件,给电网造成获得重大损失。因此完成各项工作都要严细认真,注重细节,保证检测结果的合理性及规范性,为电气设备的检测提供可靠的依据。
2.试验结果的数据处理方式不尽一样。停电预试的试验数据一般是现场记录、计算、分析并将历年数据存档。在线监测可将运行设备的各类参数进行统计,通过计算机、分析、备份,处理,能实时反应设备的绝缘缺陷状况,随时进行比较分析,进行搜索和发出预报警,对监测的信号参数可在变电站现场由微机管理,或通过调制解调器处理经通讯线路传至有关管理部门或无人值班变电站集控中心,监测系统由计算机进行数据统计和处理,可打印出定时或实时监测结果及变化曲线,进行设定时间内的数据储存,随时提供调阅分析。目前在线监测和停电测量都是绝缘试验中的主要手段,只要两者密切配合因地制宜,互相取长补短,综合分析测量结果,就一定能更大发挥在线监测的作用,并把电力设备的测量技术提高到一个新水平。因此,在线监测技术推广应用是对定期预防性试验的补充和完善。
电气设备在运行中,受各类不良因素的影响,运行设备的绝缘就要下降,绝缘性能会随时间逐渐相对降低,但绝缘老化、性能下降通过检修试验可以提前掌握,但是运行设备的绝缘老化有一个发展过程,有的绝缘劣化发展快有的发展慢,这样定期检修不一定都能及时消除严重的隐患,尤其是周期间的隐患,因此定期检修易出现运行设备的突发故障,造成严重的经济损失及社会影响。定期检修时,在检修试验过程中发现的问题不一定都需要及时处理,发现被检修、试验的设备小问题仍可继续运行,当然这需要长期经验的积累、科学的依据进行分析判断,但要对有隐患的设备加强监视,有目的的缩短检修、试验周期,就能保证设备的安全运行。
四、在线监测的方法及注意事项
电气设备在线监测的实现要善于数据的积累,注重数据的比较分析,尤其是同类设备的比较,确保数据的准确性及可靠性,发现问题时要综合考虑,与出厂数据进行比较,同时进行带电检测,确保监测数据的真实性。近年来,电网不断进行更新改造,新项目、新设备不断投入电网运行,设备的先进性可靠性不断在增强,但是我们的监测手段也要不断进行更新,来满足电网安全运行的要求。如变电站GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)设备的逐渐增多,GIS设备正常运行都处于密闭状态,但GIS设备内部因切断故障电流或存在设计制造方面不足,导致在运行过程中绝缘降低,这是客观存在的。一旦GIS内部存在缺陷,一般会产生局部放电,若任其发展或长期存在,在一定条件下可造成设备主绝缘电气强度的下降和损坏,极有可能导致事故的发生,这是影响可靠运行的主要因素。因此,对GIS设备内部缺陷的监测、评估诊断及时发现缺陷和及时消除是确保运行可靠性的关键,因此对GIS应采用接触式超声波、特高频、高频电流脉冲法及红外测温等方法进行监测,相互比较才能保证监测结果的可靠性。
五、结语
电气设备运行的可靠性不能仅靠更换先进的设备,监测、试验、数据分析也是保证电网安全运行的重要手段。目前,掌握电气设备运行的实际健康状态主要有三种方法,停电时的预防性试验、带电检测、在线监测,实现在线监测的同时,有些电气设备还要利用停电的机会进行预防性检测,因停电检测受外电、磁场的干扰小,相对检测结果更加真实,同在线监测的数据与带电监测进行比较,积累经验,用科技手段逐步提高在线监测水平,提高监测的科学性、准确性、可靠性,逐渐由在线监测替换停电预防性试验。
关键词:电力系统 周期检修 在线监测 绝缘故障 比较分析
一、引言
科技的快速发展,电力部门的专家经过长期的研究、分析、判断对电气设备的故障检测总结了有效的在线检测方法,为电网安全运行可靠供电打下了坚实的基础。随着电子业的发展,计算机的广泛应用,在线检测更加成熟可靠。电网不断完善供电系统结构,一次设备向体积小、重量轻、无油化方向发展(GIS组合电器、干式),进一步完善数字化电网,向智能化电网迈进。检修方面,从周期性检修向动态跟踪方向发展。为确保电网安全可靠运行,杜绝事故发生,实行动态检修,在线监测是保证电网电气设备安全运行的可靠保障。
二、高压设备绝缘故障对电网运行的危害性
高压电器设备是电力系统不可缺少的元件,是保证供电的基础设施。无论是变压器还是电压互感器及电流互感器、还是避雷器、断路器、电力电缆、绝元器件等,一旦发生故障不仅造成经济损失,还会引发停电事故,将给生产生活造成不可估量的损失,并将产生严重的社会影响。多年来,在电气设备的故障中大部是绝缘裂化产生的,电气设备的绝缘故障不仅造成经济损失还会给人身造成危害,所以预防绝缘故障的发生不仅可提高供电的可靠性,还会避免对人生的伤害,但是运行电气设备受长期电的、机械的、化学的作用,绝缘故障的发生是不可避免的,因为任何绝缘故障的发生都有一个发展过程,在运行电压及负荷电流作用下,尤其在大负荷及过电压下,绝缘隐患处温度随之升高、绝缘性能下降、会出现局部放电现象,导致绝缘继续降低,放电频率也会增加,泄漏电流增大、介质损失上升、有功损耗增加,恶性循环,最终该处丧失绝缘性能,导致绝缘击穿,就造成电网故障的发生。所以利用在线或带电检测就可及时发现电气设备运行的健康情况,根据同一台设备監测结果进行不同时间的比较、分析,判断就能发现绝缘性能的变化情况,发现问题有计划的停电检修,就能避免突发事故给生产生活带来的损失,为电系统的安全运行提供保障。
三、在线监测与状态维修的必要性
1.周期检修与状态检修的比较。预防性维修和试验是判断设备能否继续运行的重要手段,是预防设备损坏及保证安全运行的重要措施,多年来,预防性试验为电网设备安全运行提供了安全保障,有效防止了供电设备事故的发生。但长期的周期检修经验告诉我们,由于设备投入运行后,每年的检修大部分是在现场检修,工作条件、专业水平、技术手段等,都无法与生产厂家条件相比,检修中难免出现漏洞,任何失误都可能造成不可挽回的损失,小小的马虎就能引发重大事故 。再有根据《电力设备预防性试验规程》规定不同的设备检修时间不同,有的设备运行良好,运行中没有异常情况,但根据规程也要定期检修,按要求不管设备状况如何也要按计划执行检修试验,是否有必要、有状态良好的设备该不该检修,是值得我们电力部门关注的问题,我们只有总结经验,积累数据、分析研究、判断结果,分析绝缘器件老化的规律,掌握各类绝缘材料的有效使用寿命,否则有可能没有问题的设备检修后出现了问题,不仅造成经济损失,且给供电造成了影响。再有传统的预防性试验对被试品所加的电压偏低,尤其是高电压的电气设备,如110kV及以上的电气设备,运行电压远远高于某些试验项目的电压,如对35kV以上电气设备进行介质损失试验时,所加的试验电压仅为10kV,在该电压下试验能否真正反应被试品的真实绝缘状况,会不会给被试品留下潜在隐患,对设备安全运行是否有可靠的保障,这些问题是电力部门值得探讨的问题,另外由于考虑设备容量的问题,有些被试品因试验仪器容量问题,无法进行工频试验,只能用直流试验代替,试验电压与设备运行电压的性质不同,因对被试品进行交流与直流试验时,所加电压作用在被品的位置不同,检测结果的参数不同,因设备运行电压是交流,直流试验没有模拟交流检测,直流下检测结果需要进一步总结分析,试验后的检测结果能否反应被试品的真实情况,如果实现状态检修就可避免上述的弊端,在线监测及带电检测,可及时发现运行设备的内在隐患,通过数据的比较、分析、判断设备是否需要停电检修,这样可根据设备的健康情况申请停电检修,避免了周期检修的潜在故障引发突发事件,给电网造成获得重大损失。因此完成各项工作都要严细认真,注重细节,保证检测结果的合理性及规范性,为电气设备的检测提供可靠的依据。
2.试验结果的数据处理方式不尽一样。停电预试的试验数据一般是现场记录、计算、分析并将历年数据存档。在线监测可将运行设备的各类参数进行统计,通过计算机、分析、备份,处理,能实时反应设备的绝缘缺陷状况,随时进行比较分析,进行搜索和发出预报警,对监测的信号参数可在变电站现场由微机管理,或通过调制解调器处理经通讯线路传至有关管理部门或无人值班变电站集控中心,监测系统由计算机进行数据统计和处理,可打印出定时或实时监测结果及变化曲线,进行设定时间内的数据储存,随时提供调阅分析。目前在线监测和停电测量都是绝缘试验中的主要手段,只要两者密切配合因地制宜,互相取长补短,综合分析测量结果,就一定能更大发挥在线监测的作用,并把电力设备的测量技术提高到一个新水平。因此,在线监测技术推广应用是对定期预防性试验的补充和完善。
电气设备在运行中,受各类不良因素的影响,运行设备的绝缘就要下降,绝缘性能会随时间逐渐相对降低,但绝缘老化、性能下降通过检修试验可以提前掌握,但是运行设备的绝缘老化有一个发展过程,有的绝缘劣化发展快有的发展慢,这样定期检修不一定都能及时消除严重的隐患,尤其是周期间的隐患,因此定期检修易出现运行设备的突发故障,造成严重的经济损失及社会影响。定期检修时,在检修试验过程中发现的问题不一定都需要及时处理,发现被检修、试验的设备小问题仍可继续运行,当然这需要长期经验的积累、科学的依据进行分析判断,但要对有隐患的设备加强监视,有目的的缩短检修、试验周期,就能保证设备的安全运行。
四、在线监测的方法及注意事项
电气设备在线监测的实现要善于数据的积累,注重数据的比较分析,尤其是同类设备的比较,确保数据的准确性及可靠性,发现问题时要综合考虑,与出厂数据进行比较,同时进行带电检测,确保监测数据的真实性。近年来,电网不断进行更新改造,新项目、新设备不断投入电网运行,设备的先进性可靠性不断在增强,但是我们的监测手段也要不断进行更新,来满足电网安全运行的要求。如变电站GIS(气体绝缘金属封闭开关设备)设备的逐渐增多,GIS设备正常运行都处于密闭状态,但GIS设备内部因切断故障电流或存在设计制造方面不足,导致在运行过程中绝缘降低,这是客观存在的。一旦GIS内部存在缺陷,一般会产生局部放电,若任其发展或长期存在,在一定条件下可造成设备主绝缘电气强度的下降和损坏,极有可能导致事故的发生,这是影响可靠运行的主要因素。因此,对GIS设备内部缺陷的监测、评估诊断及时发现缺陷和及时消除是确保运行可靠性的关键,因此对GIS应采用接触式超声波、特高频、高频电流脉冲法及红外测温等方法进行监测,相互比较才能保证监测结果的可靠性。
五、结语
电气设备运行的可靠性不能仅靠更换先进的设备,监测、试验、数据分析也是保证电网安全运行的重要手段。目前,掌握电气设备运行的实际健康状态主要有三种方法,停电时的预防性试验、带电检测、在线监测,实现在线监测的同时,有些电气设备还要利用停电的机会进行预防性检测,因停电检测受外电、磁场的干扰小,相对检测结果更加真实,同在线监测的数据与带电监测进行比较,积累经验,用科技手段逐步提高在线监测水平,提高监测的科学性、准确性、可靠性,逐渐由在线监测替换停电预防性试验。