變電設備在線檢測技術的應用研究

時間：2024-09-11 09:22:59 理工學我要投稿

變電設備在線檢測技術的應用研究

　　變電設備是變電站運行的重要設備，承擔著變電站穩(wěn)定運行的職責。變電設備運行質(zhì)量直接決定著變電站運行質(zhì)量，對電力系統(tǒng)電能傳輸穩(wěn)定性與安全性具有直接性影響。

變電設備在線檢測技術的應用研究

　　摘要：電力系統(tǒng)在自動化建設過程中，對電能穩(wěn)定性提出了更高要求。電力變壓器作為電力系統(tǒng)內(nèi)的重要電氣設備，對電力變壓器運行要求也在不斷提高。為了能夠滿足電力系統(tǒng)發(fā)展需求，構建智能化在線檢測方式與故障診斷體系，已經(jīng)成為電力系統(tǒng)發(fā)展必然趨勢。在線檢測技術與狀態(tài)檢修在變電設備內(nèi)應用，能夠有效提高變電設備運行穩(wěn)定性及安全性，適當延長變電設備使用壽命，充分發(fā)揮出變電設備效率。文章對變電設備在線檢測技術及狀態(tài)檢修進行分析研究，希望能夠滿足電力系統(tǒng)自動化發(fā)展需求。

　　關鍵詞：變電設備;在線檢測;狀態(tài)檢修;故障診斷

　　我國變電站在對變電設備檢修中，主要采取周期性檢修制度，檢修工作以預防為主。變電站智能化發(fā)展過程中，傳統(tǒng)周期性檢修制度所存在的問題開始逐漸暴露出來，對電力系統(tǒng)發(fā)展造成嚴重影響。伴隨著研究人員不斷深入研究分析，電力系統(tǒng)主要開始應用狀態(tài)檢修方式。

　　1變壓器在線檢測技術與實踐應用

　　1.1變壓器常見故障

　　變壓器是變電站內(nèi)主要變電設備，承擔著電能傳輸?shù)呢熑�。變壓器主要在室外環(huán)境下運行，伴隨著電力設備應用范圍的增加，部分變電器也開始逐漸在室內(nèi)運行。變壓器在運行中出現(xiàn)故障，主要是受到設備生產(chǎn)質(zhì)量及安全工藝造成，同時對變電器運行維修和檢測之間也有著十分緊密關聯(lián)。變壓器主要由三種材料構成，分別為導磁材料、絕緣材料與導電材料。正常情況下，變壓器的絕緣性能主要是應用絕緣油實現(xiàn)，剩余部分應用絕緣材料或者是合成材料。變壓器在運行過程中，會產(chǎn)生磁場，進而對變壓器運行造成影響。變壓器自身結構較多，同時附件數(shù)量較多，任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障，對變壓器運行性能都會造成嚴重影響。其中變壓器在運行過程中，常見故障主要分為以下幾種：

　　(1)繞組故障。變壓器出現(xiàn)繞組故障，主要是由于變壓器內(nèi)繞組出現(xiàn)位移或者是短路所造成。其中繞組短路要是按照內(nèi)部結構還可以分為四種，分別為層間短路、股間短路、匝間短路與并間短路。變壓器在運行過程中之所以會出現(xiàn)繞組故障，主要由于變壓器制造工藝水平低下造成，與繞組結構之間有著十分緊密關聯(lián)。繞組故障屬于變電器出現(xiàn)的主要故障，對增加變壓器運行溫度，嚴重情況下還會出現(xiàn)輕重瓦斯動作。

　　(2)鐵芯故障。變電器出現(xiàn)鐵芯故障主要分為兩種情況：①由于鐵芯接地，進而造成變壓器出現(xiàn)運行不良情況。在靜電感應作用之下，鐵芯應該是懸浮，這樣造成鐵芯會向大地釋放一定數(shù)量點;②為鐵芯多點接地，與變電器之間形成閉合回路。在這種情況下，由于受到主磁通的影響，電流溫度將顯著增加，變壓器內(nèi)氣體得不到有效釋放，進而造成瓦斯動作情況。

　　(3)分接開關故障。分接開關故障主要可以分為兩種類型，分別為有載分解開關故障與無載分解開關故障，其中主要以有載分接開關故障最為常見。有栽開關故障主要造成兩種事故，分別為過渡電阻擊穿事故與燒斷故障。造成變壓器出現(xiàn)分解開關故障主要原因是由于變壓器密封不良，或者是密封圈出現(xiàn)了老化情況。

　　1.2變壓器在線檢測技術

　　(1)變壓器鐵芯多點接地在線檢測技術。變壓器鐵芯在運行過程中要是出現(xiàn)一點接地情況，所產(chǎn)生的電流數(shù)值一般較小，僅僅有幾毫安。但是變壓器鐵芯一旦出現(xiàn)多點接地情況，就會形成換流，換流數(shù)值的大小主要受到非正常接地特點所決定。鐵芯接地所產(chǎn)生的換流數(shù)值一旦超過預警數(shù)值，繼電器就會立即發(fā)出警報。變壓器鐵芯多點接地在線檢測技術裝置主要由三部分構成，分別為通信接口、無線收發(fā)模塊與接地電流模塊[1]。

　　(2)變壓器油色譜在線檢測技術。正常情況下，大型變壓器絕緣結構都屬于油紙絕緣結構，與變壓器容量及電壓等級之間有著十分緊密關聯(lián)�，F(xiàn)階段，我國所應用的電壓器容量存在較大差異，所需要的絕緣油體積也不同。一般情況下，絕緣油內(nèi)氣體主要有四種，分別為氨氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳。一旦變壓器在運行中出現(xiàn)故障，絕緣油就會產(chǎn)生氫氣或者是醛類氣體�，F(xiàn)階段，在對變壓器故障診斷上，還可以通過判斷變壓器絕緣油所釋放的氣體進行研究。這種檢測技術能夠有效對變壓器潛在隱患發(fā)現(xiàn)出來，提前對變壓器安全隱患進行預防。主變油色譜在線檢測技術現(xiàn)階段在變壓器故障檢測內(nèi)已經(jīng)廣泛應用，有關研究理論與技術已經(jīng)十分成熟。主變油色譜在線檢測技術在實際應用中，主要具有三方面特點，首先，數(shù)據(jù)通信功能十分完善，在線檢測所得到的數(shù)據(jù)自動儲存到信息管理系統(tǒng)內(nèi);其次，能夠有效對變壓器絕緣油進行在線檢測;最后，具有信號傳輸與組分分析功能，有效解決檢測過程中所出現(xiàn)的誤差。

　　(3)變壓器熱點溫度在線檢測技術。變壓器在運行過程中，內(nèi)部存在不均勻溫度情況，可能出現(xiàn)雖然變壓器整體溫度較低但是局部溫度較高情況。變壓器絕緣油溫度雖然沒有超過規(guī)定范圍，但是變壓器內(nèi)的發(fā)熱源會由于溫度鍋蓋，出現(xiàn)破損情況。變壓器熱點溫度在線檢測技術主要是利用兩種技術，分別為紫外成像技術與紅外成像技術。紅外成像技術在實際應用過程中，能夠在不影響變壓器運行情況下，對變壓器內(nèi)所存在的缺陷進行檢測，了解變壓器在致熱性與電壓上的不足[2]。

　　2變電設備狀態(tài)評價方法

　　2.1狀態(tài)評價理論

　　評價主要是對檢測對象與檢測目標屬性進行了解，同時對定量進行計算。評價也是對管理對象標準進行衡量，利用合理方式進行判斷，將預期結果與目標進行對比分析，得到最佳結果。變電設備狀態(tài)評價是建設在衡量數(shù)據(jù)上。由于電力行業(yè)自身存在一定特殊習慣，狀態(tài)評價為：按照電力行業(yè)在從傳統(tǒng)運行所積累的故障與缺陷數(shù)據(jù)，借助先進技術手段，采取變電設備運行狀態(tài)，構建數(shù)學模型，對狀態(tài)信息進行對比分析。變電設備狀態(tài)評價是以數(shù)據(jù)信息作為前提，尤其是需要變電設備運行狀態(tài)信息進行保證，在對原始數(shù)據(jù)進行整合過程上，僅僅依托人工方式難以落實。要是僅僅應用有關部門人員一同完成，工作數(shù)量較大，同時非常容易出現(xiàn)脫節(jié)情況，需要加快變電設備狀態(tài)檢修應用[3]。

　　2.2評價流程

　　對變電設備狀態(tài)評價上，首先需要明確評價目標，然后就是對影響變電設備參數(shù)進行統(tǒng)計分析，對變壓設備運行能力進行了解，保證能夠選擇合理的變電設備狀態(tài)評價手段，構建數(shù)學評價模型;最后對評價結果進行驗證，保證評價結果的合理性。變電設備狀態(tài)評價結果要是與實際情況存在差異，就需要對模型進行修改。

　　3故障診斷技術

　　3.1故障診斷技術

　　(1)故障診斷流程。故障診斷針對的對象主要為運行狀態(tài)明顯下降的變電設備，造成變電設備出現(xiàn)運行下降與較多元件之間都有著十分緊密關聯(lián)，在對變電設備故障進行診斷之后，就能夠有效對運行異常部位進行確定，為故障維修提供數(shù)據(jù)幫助。故障診斷過程中要是缺少數(shù)學模型，具有較高的經(jīng)驗性，所以應該有效將人工智能與專家相結合[4]。(2)故障診斷方法。不同電氣設備自身結構與功能不同，進而在對電氣設備故障診斷上，所選擇的方法也存在一定差異。一般情況下，電氣設備故障診斷主要應用故障樹分析法。(3)設備評估法優(yōu)缺點。設備評估法是以數(shù)據(jù)作為基礎的評價方式，評價結果十分全面。設備評估法與其他設備評價方法相比較，評價結果更加直觀，同時能夠在更加廣泛范圍內(nèi)應用。按照變電設備特點與運行狀態(tài)，利用運行檢測、巡視檢測、維修檢測等多種檢測方式，找到計算評價方法。按照變電設備狀態(tài)量性，構建量化模型，細化變電設備元件，了解不同變電設備運行狀態(tài)[5]。

　　3.2故障樹分析法

　　(1)故障樹分析理論。故障樹分析法主要應用在設備設計環(huán)節(jié)上，利用造成設備在運行過程中所能夠出現(xiàn)的故障影響因素，進行深入分析研究，按照所找到的數(shù)據(jù)信息，形成故障圖，進而了解到設備出現(xiàn)故障的原因，判斷故障發(fā)生可能性。對解決設備故障具有重要意義，同時還能夠?qū)︻A期故障進行糾正。故障樹分析法屬于穩(wěn)定性較高的研究方法。

　　(2)變電設備故障樹分析。故障樹分析法在實際應用過程中，由于受到分析對象、精細程度等因素的不同，變電設備故障樹分析主要從以下幾方面分析：首先，構建故障樹。構建故障樹是對變電設備故障分析關鍵環(huán)節(jié)，故障樹構建質(zhì)量與分析結果之間有著十分緊密關聯(lián)。部分電器設備由于自身結構十分復雜故障樹所涉及到的內(nèi)容較多。故障樹在構建上，就是對有關數(shù)據(jù)信息及資料進行采集，然后確定頂事件，最后構建故障樹;其次，構建故障樹數(shù)學模型。故障樹數(shù)學模型在構建過程中，需要對設備運行狀態(tài)進行假設，同時保證各個元件都是獨立存在[6];最后，對故障樹進行定性研究。對故障樹進行定性研究主要作用就是對頂事件原因，進而造成頂事件出現(xiàn)的原因，了解電氣設備所存在的潛在故障，對故障進行診斷，不斷對變電設備設計方案與維修方案進行完善。

　　4提高變電設備在線檢測與狀態(tài)檢修的對策

　　4.1制定完善狀態(tài)檢修保證體系

　　首先，電力企業(yè)需要按照電力系統(tǒng)特點，逐漸對質(zhì)量保證制度進行完善，推動檢修設備規(guī)范化落實，同時對檢修人員工作職責進行確定。推動狀態(tài)檢修規(guī)范化建設，以人為本，提高安全管理制度[7]。其次，完善變電設備檢修驗收制度。為了能夠有效提高檢修質(zhì)量，電網(wǎng)企業(yè)可以制定檢修質(zhì)量驗收制度，保證檢修過程中能夠發(fā)現(xiàn)變電設備潛在安全隱患。

　　4.2提高計算機輔助系統(tǒng)在變電站設備檢修中的應用

　　變電設備檢修工作所涉及到的環(huán)節(jié)較多，同時造成變電設備出現(xiàn)故障的原因較多，要是僅僅應用人工檢修形式，難以在最短時間內(nèi)找到造成變電設備出現(xiàn)故障的原因。因此，在變電設備檢修上，可以借助計算機技術。計算機技術在變電設備檢修工作內(nèi)應用之后，不僅能夠有效保證變電設備檢修工作合理落實，推動變電設備檢修管理平臺的構建，提高檢修方案科學合理性。與此同時，計算機技術還能夠有效提高變電設備檢修決策質(zhì)量，變電設備檢修所采集到的數(shù)據(jù)信息進行系統(tǒng)化分析研究，保證變電設備檢修方案的合理[8]。

　　5結束語

　　我國對變電設備在線檢測技術與狀態(tài)檢測研究時間較短，對變電設備在線檢測技術與狀態(tài)檢測有關理論與技術還需要進一步深入研究。從現(xiàn)階段發(fā)展情況來說，在線檢測技術與狀態(tài)檢修基本上能夠滿足變電設備檢修需求，推動變電站自動化方向，降低變電設備運行成本，提高變電站運行穩(wěn)定性。在線檢測技術和狀態(tài)檢修在變電設備上應用，所具有的優(yōu)勢越加顯著，進而對其分析研究具有重要意義。

　　參考文獻：

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　　[3]王少華,胡文堂,梅冰笑,等.浙江電網(wǎng)輸變電設備智能化及狀態(tài)檢修體系[J].高壓電器,2013,(4):8-13.

　　[4]李曉峰,劉娟,覃紹先,鞠登峰,等.基于IEC61850的輸變電設備在線監(jiān)測中心的關鍵技術[J].高電壓技術,2010,(12):3041-3046.

　　[5]周自強.變電設備運維意義及主要技術措施分析[J].南方農(nóng)機,2015,(1):66+68.

　　[6]郭興科,郭碧翔,郭凱軍,等.基于狀態(tài)檢修的變電設備綜合在線監(jiān)測系統(tǒng)[J].電世界,2012,05:8-10.

　　[7]王舸,馬曉璇,黎民悅.論如何提高變電設備巡視質(zhì)量及效率[J].工程技術研究,2017,(1):113+125.

　　[8]孫玉宵.變電站運行安全措施與管理研究[J].住宅與房地產(chǎn),2016,(18):208.

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