輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測新技術(shù)及其應(yīng)用探討

成曙煌

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司潮州供電局，廣東 潮州521000）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，對電力需求日益增多，這促使電力產(chǎn)業(yè)取得了很大進(jìn)展。然而，在電力產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的同時，各種電網(wǎng)問題接踵而來，大面積停電故障發(fā)生率更是逐年提升。因此，為了充分保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行，必須全面了解并及時掌握電網(wǎng)中各輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并將先進(jìn)的輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)高效運(yùn)用于電網(wǎng)運(yùn)營中。

1 輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測的技術(shù)

輸變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測手段主要包括在線監(jiān)測、離線監(jiān)測及一些其他能夠獲取設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)的監(jiān)測手段，其中在線監(jiān)測是目前最為常用的技術(shù)手段。

1.1 輸變電設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)

輸變電設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)主要側(cè)重于CIS組合電路、避雷器、電纜等設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)。

1.1.1 GIS組合電路的在線監(jiān)測技術(shù)

作為一種完成傳遞切換電能任務(wù)的組合裝置，GIS主要由電壓互感器、電流互感器、斷路器以及避雷器等設(shè)備組成。基于GIS的設(shè)備組成結(jié)構(gòu)，GIS常常會出現(xiàn)載流導(dǎo)體局部過熱、局部放電、機(jī)械故障以及氣體質(zhì)量下降等故障。

（1）局部放電。當(dāng)GIS出現(xiàn)局部放電時，電磁波與聲波將會發(fā)生變化，SF6氣體將會發(fā)生電離。對于局部放電，我們通常可采取電氣法與非電氣法來進(jìn)行實時監(jiān)測，如表1所示。（2）SF6微水密度監(jiān)測。一般來說，對SF6氣體密度進(jìn)行監(jiān)測就是在對GIS設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測。傳統(tǒng)的監(jiān)測手段為先進(jìn)行SF6氣體壓力監(jiān)測，然后再向遠(yuǎn)處發(fā)送警報信號，這種監(jiān)測手段無法及時確定泄漏位置，將會嚴(yán)重?fù)p壞設(shè)備。而采用在線監(jiān)測技術(shù)，不僅能夠?qū)崟r記錄與反復(fù)分析數(shù)據(jù)，還能實現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，確保設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

表1 局部放電監(jiān)測手段分析

1.1.2 避雷器的在線監(jiān)測技術(shù)

對于避雷器而言，經(jīng)常會出現(xiàn)受潮、電阻片老化等問題。當(dāng)避雷器受潮后，設(shè)備整體將會出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象；而當(dāng)避雷器內(nèi)部的電阻片過于老化時，設(shè)備多個元件均會出現(xiàn)不同程度的發(fā)熱，最終導(dǎo)致電壓不均勻，因此必須認(rèn)真做好避雷器的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測。由于漏電流值是檢驗避雷器運(yùn)行是否正常的關(guān)鍵依據(jù)，在避雷器的在線監(jiān)測過程中，電力工作者們常常采用諧波分析法、相位補(bǔ)償法以及信號重組法等來實時監(jiān)測漏電流值的變化。

1.1.3 電纜的在線監(jiān)測技術(shù)

電纜在電網(wǎng)建設(shè)中不可或缺，電力工作者們常常對其進(jìn)行局部放電監(jiān)測與溫度監(jiān)測，來實時掌握電纜的運(yùn)行狀態(tài)。之所以要對電纜進(jìn)行局部放電監(jiān)測，是因為在電纜的實際生產(chǎn)與使用過程中，無法避免地會摻入一些雜質(zhì)或殘留少許氣泡，使得一些區(qū)域出現(xiàn)局部放電。可采取超聲波檢測法、高頻電流檢測法以及超高頻檢測法等技術(shù)手段來準(zhǔn)確掌握電纜的局部放電狀況。而對電纜進(jìn)行溫度監(jiān)測，則是為了更加準(zhǔn)確地判斷電纜的實際輸電能力，通過對電纜外層溫度的準(zhǔn)確測量，精確計算出電纜線芯的實際溫度，從而對電纜的輸電能力作出更為合理的判斷。分布型光纖測溫系統(tǒng)（如光纖光柵測溫系統(tǒng)、DTS測溫系統(tǒng)等）由于具有高精度、長測距、強(qiáng)抗干擾性以及能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)多點(diǎn)測溫等顯著優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于電纜的溫度監(jiān)測中。

1.2 輸變電設(shè)備狀態(tài)專業(yè)巡檢技術(shù)

近年來，作為輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的新思路與新方法，輸變電設(shè)備狀態(tài)專業(yè)巡檢技術(shù)被應(yīng)用于國內(nèi)外諸多電力企業(yè)中，取得了一系列可喜進(jìn)展。為確保所得到的評估指標(biāo)能真實反映輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，輸變電設(shè)備狀態(tài)專業(yè)巡檢技術(shù)應(yīng)盡量滿足如表2所示的要求。

表2 輸變電設(shè)備狀態(tài)專業(yè)巡檢技術(shù)應(yīng)滿足的要求

2 輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用實例

2.1 電纜熱狀態(tài)監(jiān)測

瑞典電網(wǎng)公司早在數(shù)年前就已經(jīng)實現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)電纜化，電壓處于240V～400kV時，實際管理過程中極易出現(xiàn)各種問題，在整體管理上仍然存在一定難度。為了顯著提升供電質(zhì)量，該公司大力引進(jìn)和應(yīng)用先進(jìn)的狀態(tài)檢測技術(shù)。例如，為了實現(xiàn)對于電纜熱狀態(tài)的實時、準(zhǔn)確監(jiān)測，引進(jìn)分布式光纖測溫系統(tǒng)（DTS），將其安裝于電纜上。基于光纖所具有的光時域反射與后向拉曼散射溫度效應(yīng)，DTS可以據(jù)此對電纜的發(fā)熱狀態(tài)進(jìn)行準(zhǔn)確監(jiān)測，實時掌控電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)，在第一時間內(nèi)發(fā)現(xiàn)故障，及時予以整改或更換設(shè)備，有效避免因發(fā)現(xiàn)不及時而使得故障擴(kuò)大化，甚至引發(fā)重大電纜事故，造成嚴(yán)重的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失。因此，在線監(jiān)測電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)，既省時、省事與省力，顯著提升電纜的管理水平；還能夠大幅降低設(shè)備損耗，節(jié)約經(jīng)濟(jì)成本。

2.2 SF6氣體泄漏離線監(jiān)測

上海電力公司在輸變電設(shè)備狀態(tài)技術(shù)方面做了很大改革，近幾年來逐步實行狀態(tài)維修體制。以輸變電設(shè)備運(yùn)行中最容易發(fā)生的SF6氣體泄漏為例，最先采用的離線監(jiān)測方法是借助電子探測器，探測SF6氣體是否出現(xiàn)泄漏，一旦發(fā)生泄漏，則根據(jù)所探測到的聲信號對泄漏之處進(jìn)行定位。該方法盡管能夠檢測到SF6氣體是否發(fā)生泄漏，但是無法精確定位。基于傳統(tǒng)方法的缺陷所在，上海電力公司采用了新式監(jiān)測手段，通過運(yùn)用激光成像技術(shù)，使SF6氣體變得可視化，一旦SF6氣體發(fā)生泄漏，視頻上則呈現(xiàn)出“黑煙”圖像，精確定位泄漏點(diǎn)。

2.3 電容型高壓套管狀態(tài)巡檢

西安供電局新引進(jìn)一套變電設(shè)備狀態(tài)巡檢系統(tǒng)，能夠?qū)?20kV主變高壓套管主絕緣電容量以及局部放電量進(jìn)行狀態(tài)巡檢。該套系統(tǒng)主要由套管狀態(tài)量采集器、套管狀態(tài)量就地顯示端以及便攜式巡檢儀所組成。其中，套管狀態(tài)量采集器被固定于B、C相套管間的主變本體頂部，借助太陽能電池與蓄電池來供電，采用2.4G無線網(wǎng)絡(luò)于智能集中器（就地端）進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。套管狀態(tài)量就地顯示端則被固定于被測套管周圍，方便工作人員定期巡視套管運(yùn)行狀態(tài)。便攜式巡檢儀則手持或裝設(shè)于帶電專業(yè)車上，工作人員在變電站現(xiàn)場即可進(jìn)行狀態(tài)信息實時采集，然后借助于專業(yè)的巡檢計算機(jī)軟件，在現(xiàn)場根據(jù)設(shè)備運(yùn)行情況、所得巡檢結(jié)果、相關(guān)預(yù)試測值以及歷史記錄，綜合、快速診斷輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。將該套巡檢系統(tǒng)應(yīng)用于變電設(shè)備運(yùn)行中，不僅便于操作，提高工作效率，而且投資成本不高，經(jīng)濟(jì)效益良好。

3 結(jié)語

總之，在輸變電設(shè)備的實際運(yùn)行過程中，積極引入并應(yīng)用輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測新技術(shù)，不僅能大幅降低人力、物力的損耗，提升輸變電設(shè)備狀態(tài)檢測的實效性，還可提高電力工作者現(xiàn)場測試的安全性，充分保障一線電力檢測人員的人身安全。我們相信，隨著電網(wǎng)輸變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷等的不斷深化與完善，輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測新技術(shù)將在電網(wǎng)故障預(yù)測、診斷中發(fā)揮越來越重要的作用，為廣大群眾提供更為安全、高質(zhì)、穩(wěn)定的電能，推動電力行業(yè)的安全、健康以及長遠(yuǎn)發(fā)展。

［1］薛軍，李銳，隴輝.淺談輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測新技術(shù)及應(yīng)用［J］.科技與企業(yè)，2014（6）

［2］魏曉偉，孫崢.談輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測新技術(shù)及應(yīng)用［J］.黑龍江科技信息，2014（27）