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      輸變電設備在線監測技術探索

      作者:admin 發布日期:2021/1/19 關注次數: 二維碼分享

      隨著科技的不斷進步,我國正大力推進輸變電站的智能化改造,在線監測技術則是實現輸變電站智能化的核心。在線監測技術的應用,使得輸變電設備運行更加安全可靠,并降低了電能的損失。輸變電設備在線監測技術的運用,很大程度上促進了我國電力事業的不斷進步。

      1、輸變電設備在線監測技術現狀及特點


      當前,能源緊缺日益嚴峻,對供電要求日漸提高,電力系統面臨著巨大的挑戰,電網智能化已成為一種必然的選擇。西方發達國家都加強智能電網研究,并將其上升至國家戰略層面。隨著通信技術以及計算機技術的進步,輸變電設備狀態的監測及診斷技術得到了快速發展,并取得很大的突破。相較而言,我國電網智能化研究晚,但是已取得了很多舉世矚目的成就。例如,高壓設備智能化、紅外線測溫、輸變電設備狀態監測及診斷評估等已得到了廣泛應用。輸變電設備在線監測是通過持續供電實現對設備的周期性或連續性地自動監測。它能夠在各種工作環境下應用,及時獲取高清晰數字照片及視頻,通過對輸變電設備的監測發出警報,并能對攝像機錄像、拍照以及方位的調整等進行遠程操控,且具有良好的防雷、防塵以及抗電磁干擾能力。由于它的應用,將我國電網供電安全性提升到更高的層次。

      2、主要輸變電設備在線監測技術研究


      2.1變壓器在線監測技術


      2.1.1變壓器油色譜在線監測變壓器出現不同的故障時,會產生不同的氣體。油色譜在線監測的關鍵就在于油氣分離技術以及氣體檢測技術。其中,油氣分離技術主要有動態頂空脫氣及滲透膜脫氣;而氣體檢測技術則主要是光聲光譜法及氣相色譜。油氣分離技術的原理是分理出油中溶解的氣體,主要包括薄膜脫氣法和真空和脫氣法,油氣分離技術的脫氣效率較高,重復性較好,具有較高的靈敏度。氣體檢測技術是檢測裝置核心部件,它的性能對于整個檢測裝置性能具有決定性作用,它是通過對各種氣體濃度的測定,判斷變壓器的內部故障和存在的絕緣問題。


      2.1.2變壓器局部放電在線監測變壓器局部放電表現為脈沖型火光放電、非脈沖型輝光放電以及亞輝光放電三種。根據變壓器局部放電的特征,可以通過脈沖電流法、放電能量檢測法、超聲波法、射頻法等檢測方法進行判斷。在具體對放電在線監測技術的選取時,應根據要求合理選擇。例如,射頻檢測能夠有效提取變壓器局部放電的信號,安裝也較為方便,測量頻率高,但是對于三相變壓器,它無法起到檢測作用。再如。放電能量檢測能夠測量其他方法難以相應的亞輝光放電,但是該方法的靈敏度較差。此外,變壓器局部放電產生的高頻電磁從波特性復雜,可能會受到電壓器箱壁及內部結構的影響,所以在具體應用時需要注意該方面的影響。


      2.1.3變壓器繞組變形在線監測繞組是變壓器內常見的容易產生故障的部件,而大部分繞組故障是由于繞組變形的原因。對繞組變形檢測主要采用的方法有頻率響應分析、短路電抗測試以及振動信號分析三種。其中,頻率響應分析是通過對繞組變形前后產生的電容及電感值的變化進行正弦波掃描,反映繞組情況,它的靈敏度高,抗干擾能力強,重復性好。短路電抗測試是通過空載測試對勵磁電流影響的修正,在線求出短路電抗并進行診斷,實現對繞組變形問題的在線監測。振動信號分析則是通過振動傳感器對繞組及鐵芯運行振動信號進行測量反映其情況,


      2.1.4變壓器鐵心接地電流在線監測據統計,變壓器鐵芯問題也是變壓器故障中出現非常多的一種情況,而變壓器鐵心故障中變壓器鐵心接地又是最為常見的原因。變壓器鐵心接地存在兩種情況,單點接地以及多點接地。接地情況不同,流過接地線電流值也會產生較大的不同,而根據國標,接地線電流值不得超過0.1A。為了及時發現鐵心接地故障,可以通過穿心電流傳感器監測鐵心接地的電流值。


      2.2避雷器在線監測技術


      氧化鋅避雷器出現故障時多是由于受潮和電阻片的老化,故障通常表現為元件發熱。氧化鋅避雷器受潮故障初期表現為故障元件發熱,嚴重時非故障元件也會發熱,且其發熱量要高于故障元件。電阻片老化故障通常表現為普遍的元件發熱,電阻片不同程度的老化,其發熱程度也不相同。漏電流是避雷器運行情況判斷的重要參數,它也是避雷器在線監測的對象,監測方法有阻性電流諧波分析法、總泄漏電流法等。其中諧波分析運用數字化測量技術以及諧波分析技術,測取較準確的阻性電流基波值。


      2.3電纜在線監測技術


      2.3.1電纜局部放電監測在工程施工或者生產過程中,交聯電力電纜可能會摻入一些雜質或殘留一些氣泡,而雜質及氣泡擊穿電壓較低,因此在存在雜質或氣泡的部位容易產生局部放電。電纜內產生局部放電時,常常伴隨一些現象,如產生超聲波、電脈沖、電磁波或發光發熱等,還會產生一些化學方應出現新的物質以及氣壓變化。根據這些電纜的局部放電特征,監測中采用的方法有超聲波檢測法、高頻電流檢測法以及超高頻檢測法等。其中,超聲波監測法是利用超聲波感應器對局部放電現象中產生的超聲波監測的方法,它不需和高壓電氣相連,能夠在不斷電的情況下實現對電纜的檢測,但是該方法聲波衰減較大,因而靈敏度較低,抗干擾能力較弱。超高頻檢測法利用超高頻傳感器檢測由于局部放電而激發的電磁波信號,判斷電纜是否出現局部放電問題。該方法能夠進行局部定位,且傳感器可移動,因此十分適合于在線監測。高頻電流法相對而言,較為簡單。它僅要對電纜本體及接電線部分進行檢測即可。我們可將電纜本體視為一根天線,根據實際檢測效果來看,高頻電流法在檢測時會受到很多干擾,因此,數據處理時需要辨識出電纜局部放電的脈沖。如電纜局部放電,可通過電纜將脈沖電流接地,因此可將高頻傳感器連接在電纜接地線上,以確定是否產生局部放電。


      2.3.2電纜光纖測溫通過對電纜外層溫度的監測,計算電纜線芯的溫度,能夠實現對電纜輸電能力進行在線監測的作用。光纖測溫的原理是從光纖一端攝入激光脈沖,光脈沖會沿光纖傳播,而在光纖每一點進行傳播時均會發生反射,而喇曼散射反射光則會反向傳播,最后回到入射端。喇曼散射反射光強度與反射點溫度是密切相關的,它會攜帶反射點溫度信息。目前常用的光纖測溫方法有光纖光柵測溫方法以及分布型光纖測溫方法。光纖光柵測溫是根據光纖材料所具有的光敏特性通過光纖傳感器對光纖芯進行溫度測定,把寬光譜光經反射作用成為單色光。反射光中心波長與光纖芯的有效折射率相關,而有效折射率則會受到溫度的影響,因此對波長的監測就可以判斷光纖光柵溫度變化情況。分布型光纖測溫方法在電纜內部或保護層表面安置光纖,再通過光纖熱傳感測量電纜表面或表層溫度的分布情況,它具有較強的抗干擾能、較高的精度以及較好的兼容性。



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