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    超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

    2014-06-26 10:12:25徐肅
    新媒體研究 2014年10期
    關(guān)鍵詞:超高壓在線監(jiān)測(cè)狀態(tài)檢修

    徐肅

    摘 要 結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目,論述了將采用超聲波局放技術(shù)結(jié)合SF6氣體微水狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)引入事故多發(fā)的500 kV超高壓罐式斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)踐過(guò)程,為地方電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)一步開展?fàn)罡黝愝斪冸娫O(shè)備的態(tài)檢修工作提供了良好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

    關(guān)鍵詞 超高壓;罐式斷路器;在線監(jiān)測(cè);超聲波局放;SF6氣體微水;狀態(tài)檢修

    中圖分類號(hào):TM56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)10-0108-02

    蒙西電網(wǎng)某500 kV變電站的6組500 kV超高壓罐式斷路器(同型號(hào))在投運(yùn)后兩次發(fā)生斷路器內(nèi)部放電事故,整體可靠性較低。由于,500 kV電壓等級(jí)超高壓斷路器檢修周期一般為1-2年,而設(shè)備檢修及預(yù)防性試驗(yàn)手段較為有限,僅能開展故障模擬等試驗(yàn),無(wú)法真實(shí)反映超高壓斷路器運(yùn)行狀態(tài),更無(wú)法有效地提前預(yù)警設(shè)備出現(xiàn)的隱患。同時(shí),高頻率開展的預(yù)防性試驗(yàn)多為具有一定破壞性的高壓試驗(yàn)項(xiàng)目,往往容易造成對(duì)斷路器不必要的傷害。時(shí)有發(fā)生的“不試不壞,一試就壞”可從兩個(gè)側(cè)面反映高頻率的、無(wú)針對(duì)性的、廣譜的預(yù)防性試驗(yàn)會(huì)對(duì)高壓設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不可預(yù)知的影響。如果能夠結(jié)合高壓設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,加之專業(yè)的分析診斷,全面的開展實(shí)施狀態(tài)檢修,將會(huì)從多方面產(chǎn)生積極的影響。

    1 超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

    針對(duì)上述變電站的罐式斷路器設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一條行之有效的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),本系統(tǒng)通過(guò)引入局部放電超聲波檢測(cè)法以及SF6氣體微水性質(zhì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合遠(yuǎn)程檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)隱患罐式斷路器的在線監(jiān)測(cè)診斷預(yù)警。

    1)超高壓罐式斷路器超聲波監(jiān)測(cè)。在罐式斷路器內(nèi)部如果發(fā)生局部放電,必定會(huì)產(chǎn)生超聲波,并在SF6氣體中以球面波形式向周圍傳播。此時(shí)局部放電源形如一發(fā)聲源,向外發(fā)出超聲波,在罐式斷路器中以球面波形式向周圍傳播,只要將磁吸附式超聲傳感器吸附在變壓器油箱外壁,就可以接收到放電產(chǎn)生的超聲波,超聲波信號(hào)傳播路徑不同導(dǎo)致傳感器在油箱外壁接收到的超聲信號(hào)強(qiáng)弱也隨之變化,通過(guò)這些強(qiáng)弱變化確定超聲信號(hào)傳到變壓器外壁最強(qiáng)位置,再采用電聲定位法便可確定放電源位置。

    2)超高壓罐式斷路器SF6監(jiān)測(cè)。SF6氣體中微水及密度監(jiān)測(cè)主要是對(duì)GIS的溫度、壓力、濕度三個(gè)特征量進(jìn)行監(jiān)測(cè),SF6氣體中微水及密度在線監(jiān)測(cè)單元主要由現(xiàn)場(chǎng)SF6微水及密度綜合監(jiān)測(cè)器、監(jiān)測(cè)主機(jī)及后臺(tái)監(jiān)控軟件組成。SF6微水及密度綜合監(jiān)測(cè)器內(nèi)置溫度、壓力、露點(diǎn)三種傳感器,用于對(duì)斷路器SF6氣體的微水、密度、溫度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集,經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,再經(jīng)單片機(jī)補(bǔ)償運(yùn)算及處理,通過(guò)RS-485等數(shù)據(jù)通訊方式接入后臺(tái)監(jiān)控軟件進(jìn)行分析處理。

    3)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)由傳感器、監(jiān)測(cè)主機(jī)柜、后臺(tái)主機(jī)組。

    傳感器:安裝在罐式斷路器本體上,傳感器包括超聲傳感器、SF6密度微水傳感器;

    監(jiān)測(cè)主機(jī)柜:安裝在500 kV保護(hù)小室2中,組成設(shè)備有局放在線監(jiān)測(cè)IED、SF6微水密度在線監(jiān)測(cè)IED、通訊模塊、光纖收發(fā)器、凈化電源等設(shè)備;

    后臺(tái)主機(jī):安裝在主控室,包括后臺(tái)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、光纖收發(fā)器。

    傳感器由通訊電纜經(jīng)電纜溝連接到監(jiān)測(cè)IED上,監(jiān)測(cè)主機(jī)柜通過(guò)光纖與后臺(tái)主機(jī)連接,后臺(tái)主機(jī)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可接受遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問(wèn)。

    4)生產(chǎn)MIS系統(tǒng)遠(yuǎn)程檢測(cè)診斷。通過(guò)與電力公司生產(chǎn)管理MIS系統(tǒng)的接口的對(duì)接調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了本高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳生產(chǎn)MIS系統(tǒng)。由生產(chǎn)MIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)功能,功能包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢,歷史數(shù)據(jù)查詢,狀態(tài)異常告警等模塊,同時(shí)將被監(jiān)測(cè)高壓斷路器的狀態(tài)情況與生產(chǎn)MIS系統(tǒng)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)、缺陷情況等進(jìn)行綜合分析,通過(guò)邏輯計(jì)算、歷史數(shù)據(jù)對(duì)比確定其狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果,并將根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果采取相應(yīng)的檢修策略。

    2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行效果

    上述500 kV變電站高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于2013年10月安裝調(diào)試完成,于2013年11月1日起正式上傳數(shù)據(jù)至電力公司生產(chǎn)MIS系統(tǒng),參與高壓斷路器的狀態(tài)評(píng)價(jià)。以下將通過(guò)對(duì)5011超高壓罐式斷路器實(shí)際在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)情況來(lái)展示本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果。

    1)5011超高壓A相斷路器局部放電監(jiān)測(cè)情況。5011超高壓A相斷路器2013年11月1日-2014年3月31日的SF6氣體局部放電變化示意圖如圖1所示。

    圖中呈直線狀曲線為5011超高壓A相斷路器局部放電脈沖個(gè)數(shù),由圖1可以看出在2013年11月中下旬曾連續(xù)監(jiān)測(cè)到局部放電脈沖。

    圖中波動(dòng)較大曲線為5011超高壓A相斷路器局部放電量情況變化,運(yùn)行的5個(gè)月中5011超高壓A相斷路器內(nèi)部局部放電發(fā)生較為頻繁,但總量均處于正常狀態(tài)。

    2)5011超高壓A相斷路器氣體狀態(tài)監(jiān)測(cè)情況。5011超高壓A相斷路器2013年11月1日-2014年3月31日的SF6氣體狀態(tài)變化示意圖如圖2所示。

    圖中可以看到藍(lán)色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體的氣溫變化情況,其最低溫度為3℃,最高溫度為23℃,期間溫度波動(dòng)較為劇烈。

    圖中紅色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體絕對(duì)壓力值,由狀態(tài)總圖僅能看到其波動(dòng)隨氣體溫度變化并不明顯。

    圖中綠色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體密度值,其波動(dòng)同樣隨氣體溫度變化并不明顯。

    圖2 高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題告警

    3)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況報(bào)警實(shí)例。本套超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了能夠全面反映被監(jiān)控高壓斷路器的各類狀態(tài)并對(duì)異常進(jìn)行報(bào)警外,同樣能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行告警,以便及時(shí)消除系統(tǒng)異常,保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

    例如如圖2所發(fā)出的提示,5011超高壓B相斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)處于異常,系統(tǒng)以異于正常綠色標(biāo)識(shí)的黃色警示標(biāo)識(shí)顯示其處于異常狀態(tài)。當(dāng)鼠標(biāo)移至告警燈處,可以查看異常報(bào)告。由圖2可以看出裝置編號(hào)為941903的TWOLM06/16型SF6氣體壓力檢測(cè)裝置出現(xiàn)異常。后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)5011超高壓B相斷路器的微水傳感器(包含壓力、密度、微水、溫度檢測(cè)功能)的二次接線出現(xiàn)松動(dòng),經(jīng)過(guò)緊固系統(tǒng)恢復(fù)正常。

    3 結(jié)論

    本文所描述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)著力解決500 kV變電站超高壓罐式斷路器的事故高發(fā)造成系統(tǒng)可靠性降低的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)500 kV超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備選型,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試,并且于2013年11月起開始進(jìn)行了數(shù)月的局部放電量、局部放電脈沖數(shù)、SF6氣體溫度、絕對(duì)壓力、氣體密度以及氣體含水量實(shí)用化運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)想、達(dá)到了實(shí)用化目的。與此同時(shí),與已有的生產(chǎn)管理MIS系統(tǒng)的接口調(diào)試后,實(shí)現(xiàn)了本在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的深化應(yīng)用,即完成了對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)以及狀態(tài)檢修策略的綜合應(yīng)用。

    隨著本次超高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用內(nèi)容的圓滿實(shí)現(xiàn),在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)綜合應(yīng)用于高壓斷路器狀態(tài)檢修策略的制定的實(shí)踐成功,翻開了我局變電設(shè)備檢修維護(hù)管理的全新篇章。以此次超高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)成功為契機(jī),全面深入的實(shí)施輸變電設(shè)備局狀態(tài)檢修工作進(jìn)入新的階段。結(jié)合即將開展的電容型設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、避雷器在線監(jiān)測(cè)、電力電纜在線監(jiān)測(cè)、電力變壓器在線監(jiān)測(cè)以及GIS系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)的建設(shè)實(shí)施,以及諸如指紋診斷、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷以及莊家系統(tǒng)等高效的故障診斷手段,進(jìn)行高壓電氣設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià),制定更加合理高效的涉及全網(wǎng)的設(shè)備維護(hù)檢修方案策略成為可能。

    參考文獻(xiàn)

    [1]郭志強(qiáng),李德軍,沈威.GIS局部放電常規(guī)檢測(cè)和超聲波檢測(cè)方法的應(yīng)用比較[J].高壓電氣,2009(3).

    [2]馮允平,喬偉.GIS局部放電檢測(cè)與識(shí)別[J].高壓電氣,1999(5).

    [3]金立軍,劉衛(wèi)東,錢家驪.GIS絕緣配合中的故障分析及診斷和檢測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)電力,2002(3).

    [4]唐炬,謝顏斌,周倩,張曉星.氣體絕緣組合電器內(nèi)絕緣缺陷超高頻局部放電信號(hào)特性[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2009(10).endprint

    摘 要 結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目,論述了將采用超聲波局放技術(shù)結(jié)合SF6氣體微水狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)引入事故多發(fā)的500 kV超高壓罐式斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)踐過(guò)程,為地方電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)一步開展?fàn)罡黝愝斪冸娫O(shè)備的態(tài)檢修工作提供了良好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

    關(guān)鍵詞 超高壓;罐式斷路器;在線監(jiān)測(cè);超聲波局放;SF6氣體微水;狀態(tài)檢修

    中圖分類號(hào):TM56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)10-0108-02

    蒙西電網(wǎng)某500 kV變電站的6組500 kV超高壓罐式斷路器(同型號(hào))在投運(yùn)后兩次發(fā)生斷路器內(nèi)部放電事故,整體可靠性較低。由于,500 kV電壓等級(jí)超高壓斷路器檢修周期一般為1-2年,而設(shè)備檢修及預(yù)防性試驗(yàn)手段較為有限,僅能開展故障模擬等試驗(yàn),無(wú)法真實(shí)反映超高壓斷路器運(yùn)行狀態(tài),更無(wú)法有效地提前預(yù)警設(shè)備出現(xiàn)的隱患。同時(shí),高頻率開展的預(yù)防性試驗(yàn)多為具有一定破壞性的高壓試驗(yàn)項(xiàng)目,往往容易造成對(duì)斷路器不必要的傷害。時(shí)有發(fā)生的“不試不壞,一試就壞”可從兩個(gè)側(cè)面反映高頻率的、無(wú)針對(duì)性的、廣譜的預(yù)防性試驗(yàn)會(huì)對(duì)高壓設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不可預(yù)知的影響。如果能夠結(jié)合高壓設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,加之專業(yè)的分析診斷,全面的開展實(shí)施狀態(tài)檢修,將會(huì)從多方面產(chǎn)生積極的影響。

    1 超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

    針對(duì)上述變電站的罐式斷路器設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一條行之有效的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),本系統(tǒng)通過(guò)引入局部放電超聲波檢測(cè)法以及SF6氣體微水性質(zhì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合遠(yuǎn)程檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)隱患罐式斷路器的在線監(jiān)測(cè)診斷預(yù)警。

    1)超高壓罐式斷路器超聲波監(jiān)測(cè)。在罐式斷路器內(nèi)部如果發(fā)生局部放電,必定會(huì)產(chǎn)生超聲波,并在SF6氣體中以球面波形式向周圍傳播。此時(shí)局部放電源形如一發(fā)聲源,向外發(fā)出超聲波,在罐式斷路器中以球面波形式向周圍傳播,只要將磁吸附式超聲傳感器吸附在變壓器油箱外壁,就可以接收到放電產(chǎn)生的超聲波,超聲波信號(hào)傳播路徑不同導(dǎo)致傳感器在油箱外壁接收到的超聲信號(hào)強(qiáng)弱也隨之變化,通過(guò)這些強(qiáng)弱變化確定超聲信號(hào)傳到變壓器外壁最強(qiáng)位置,再采用電聲定位法便可確定放電源位置。

    2)超高壓罐式斷路器SF6監(jiān)測(cè)。SF6氣體中微水及密度監(jiān)測(cè)主要是對(duì)GIS的溫度、壓力、濕度三個(gè)特征量進(jìn)行監(jiān)測(cè),SF6氣體中微水及密度在線監(jiān)測(cè)單元主要由現(xiàn)場(chǎng)SF6微水及密度綜合監(jiān)測(cè)器、監(jiān)測(cè)主機(jī)及后臺(tái)監(jiān)控軟件組成。SF6微水及密度綜合監(jiān)測(cè)器內(nèi)置溫度、壓力、露點(diǎn)三種傳感器,用于對(duì)斷路器SF6氣體的微水、密度、溫度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集,經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,再經(jīng)單片機(jī)補(bǔ)償運(yùn)算及處理,通過(guò)RS-485等數(shù)據(jù)通訊方式接入后臺(tái)監(jiān)控軟件進(jìn)行分析處理。

    3)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)由傳感器、監(jiān)測(cè)主機(jī)柜、后臺(tái)主機(jī)組。

    傳感器:安裝在罐式斷路器本體上,傳感器包括超聲傳感器、SF6密度微水傳感器;

    監(jiān)測(cè)主機(jī)柜:安裝在500 kV保護(hù)小室2中,組成設(shè)備有局放在線監(jiān)測(cè)IED、SF6微水密度在線監(jiān)測(cè)IED、通訊模塊、光纖收發(fā)器、凈化電源等設(shè)備;

    后臺(tái)主機(jī):安裝在主控室,包括后臺(tái)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、光纖收發(fā)器。

    傳感器由通訊電纜經(jīng)電纜溝連接到監(jiān)測(cè)IED上,監(jiān)測(cè)主機(jī)柜通過(guò)光纖與后臺(tái)主機(jī)連接,后臺(tái)主機(jī)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可接受遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問(wèn)。

    4)生產(chǎn)MIS系統(tǒng)遠(yuǎn)程檢測(cè)診斷。通過(guò)與電力公司生產(chǎn)管理MIS系統(tǒng)的接口的對(duì)接調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了本高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳生產(chǎn)MIS系統(tǒng)。由生產(chǎn)MIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)功能,功能包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢,歷史數(shù)據(jù)查詢,狀態(tài)異常告警等模塊,同時(shí)將被監(jiān)測(cè)高壓斷路器的狀態(tài)情況與生產(chǎn)MIS系統(tǒng)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)、缺陷情況等進(jìn)行綜合分析,通過(guò)邏輯計(jì)算、歷史數(shù)據(jù)對(duì)比確定其狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果,并將根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果采取相應(yīng)的檢修策略。

    2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行效果

    上述500 kV變電站高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于2013年10月安裝調(diào)試完成,于2013年11月1日起正式上傳數(shù)據(jù)至電力公司生產(chǎn)MIS系統(tǒng),參與高壓斷路器的狀態(tài)評(píng)價(jià)。以下將通過(guò)對(duì)5011超高壓罐式斷路器實(shí)際在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)情況來(lái)展示本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果。

    1)5011超高壓A相斷路器局部放電監(jiān)測(cè)情況。5011超高壓A相斷路器2013年11月1日-2014年3月31日的SF6氣體局部放電變化示意圖如圖1所示。

    圖中呈直線狀曲線為5011超高壓A相斷路器局部放電脈沖個(gè)數(shù),由圖1可以看出在2013年11月中下旬曾連續(xù)監(jiān)測(cè)到局部放電脈沖。

    圖中波動(dòng)較大曲線為5011超高壓A相斷路器局部放電量情況變化,運(yùn)行的5個(gè)月中5011超高壓A相斷路器內(nèi)部局部放電發(fā)生較為頻繁,但總量均處于正常狀態(tài)。

    2)5011超高壓A相斷路器氣體狀態(tài)監(jiān)測(cè)情況。5011超高壓A相斷路器2013年11月1日-2014年3月31日的SF6氣體狀態(tài)變化示意圖如圖2所示。

    圖中可以看到藍(lán)色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體的氣溫變化情況,其最低溫度為3℃,最高溫度為23℃,期間溫度波動(dòng)較為劇烈。

    圖中紅色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體絕對(duì)壓力值,由狀態(tài)總圖僅能看到其波動(dòng)隨氣體溫度變化并不明顯。

    圖中綠色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體密度值,其波動(dòng)同樣隨氣體溫度變化并不明顯。

    圖2 高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題告警

    3)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況報(bào)警實(shí)例。本套超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了能夠全面反映被監(jiān)控高壓斷路器的各類狀態(tài)并對(duì)異常進(jìn)行報(bào)警外,同樣能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行告警,以便及時(shí)消除系統(tǒng)異常,保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

    例如如圖2所發(fā)出的提示,5011超高壓B相斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)處于異常,系統(tǒng)以異于正常綠色標(biāo)識(shí)的黃色警示標(biāo)識(shí)顯示其處于異常狀態(tài)。當(dāng)鼠標(biāo)移至告警燈處,可以查看異常報(bào)告。由圖2可以看出裝置編號(hào)為941903的TWOLM06/16型SF6氣體壓力檢測(cè)裝置出現(xiàn)異常。后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)5011超高壓B相斷路器的微水傳感器(包含壓力、密度、微水、溫度檢測(cè)功能)的二次接線出現(xiàn)松動(dòng),經(jīng)過(guò)緊固系統(tǒng)恢復(fù)正常。

    3 結(jié)論

    本文所描述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)著力解決500 kV變電站超高壓罐式斷路器的事故高發(fā)造成系統(tǒng)可靠性降低的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)500 kV超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備選型,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試,并且于2013年11月起開始進(jìn)行了數(shù)月的局部放電量、局部放電脈沖數(shù)、SF6氣體溫度、絕對(duì)壓力、氣體密度以及氣體含水量實(shí)用化運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)想、達(dá)到了實(shí)用化目的。與此同時(shí),與已有的生產(chǎn)管理MIS系統(tǒng)的接口調(diào)試后,實(shí)現(xiàn)了本在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的深化應(yīng)用,即完成了對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)以及狀態(tài)檢修策略的綜合應(yīng)用。

    隨著本次超高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用內(nèi)容的圓滿實(shí)現(xiàn),在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)綜合應(yīng)用于高壓斷路器狀態(tài)檢修策略的制定的實(shí)踐成功,翻開了我局變電設(shè)備檢修維護(hù)管理的全新篇章。以此次超高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)成功為契機(jī),全面深入的實(shí)施輸變電設(shè)備局狀態(tài)檢修工作進(jìn)入新的階段。結(jié)合即將開展的電容型設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、避雷器在線監(jiān)測(cè)、電力電纜在線監(jiān)測(cè)、電力變壓器在線監(jiān)測(cè)以及GIS系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)的建設(shè)實(shí)施,以及諸如指紋診斷、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷以及莊家系統(tǒng)等高效的故障診斷手段,進(jìn)行高壓電氣設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià),制定更加合理高效的涉及全網(wǎng)的設(shè)備維護(hù)檢修方案策略成為可能。

    參考文獻(xiàn)

    [1]郭志強(qiáng),李德軍,沈威.GIS局部放電常規(guī)檢測(cè)和超聲波檢測(cè)方法的應(yīng)用比較[J].高壓電氣,2009(3).

    [2]馮允平,喬偉.GIS局部放電檢測(cè)與識(shí)別[J].高壓電氣,1999(5).

    [3]金立軍,劉衛(wèi)東,錢家驪.GIS絕緣配合中的故障分析及診斷和檢測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)電力,2002(3).

    [4]唐炬,謝顏斌,周倩,張曉星.氣體絕緣組合電器內(nèi)絕緣缺陷超高頻局部放電信號(hào)特性[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2009(10).endprint

    摘 要 結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目,論述了將采用超聲波局放技術(shù)結(jié)合SF6氣體微水狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)引入事故多發(fā)的500 kV超高壓罐式斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)踐過(guò)程,為地方電網(wǎng)企業(yè)進(jìn)一步開展?fàn)罡黝愝斪冸娫O(shè)備的態(tài)檢修工作提供了良好的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

    關(guān)鍵詞 超高壓;罐式斷路器;在線監(jiān)測(cè);超聲波局放;SF6氣體微水;狀態(tài)檢修

    中圖分類號(hào):TM56 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1671-7597(2014)10-0108-02

    蒙西電網(wǎng)某500 kV變電站的6組500 kV超高壓罐式斷路器(同型號(hào))在投運(yùn)后兩次發(fā)生斷路器內(nèi)部放電事故,整體可靠性較低。由于,500 kV電壓等級(jí)超高壓斷路器檢修周期一般為1-2年,而設(shè)備檢修及預(yù)防性試驗(yàn)手段較為有限,僅能開展故障模擬等試驗(yàn),無(wú)法真實(shí)反映超高壓斷路器運(yùn)行狀態(tài),更無(wú)法有效地提前預(yù)警設(shè)備出現(xiàn)的隱患。同時(shí),高頻率開展的預(yù)防性試驗(yàn)多為具有一定破壞性的高壓試驗(yàn)項(xiàng)目,往往容易造成對(duì)斷路器不必要的傷害。時(shí)有發(fā)生的“不試不壞,一試就壞”可從兩個(gè)側(cè)面反映高頻率的、無(wú)針對(duì)性的、廣譜的預(yù)防性試驗(yàn)會(huì)對(duì)高壓設(shè)備正常穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生不可預(yù)知的影響。如果能夠結(jié)合高壓設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用,加之專業(yè)的分析診斷,全面的開展實(shí)施狀態(tài)檢修,將會(huì)從多方面產(chǎn)生積極的影響。

    1 超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)方案

    針對(duì)上述變電站的罐式斷路器設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一條行之有效的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng),本系統(tǒng)通過(guò)引入局部放電超聲波檢測(cè)法以及SF6氣體微水性質(zhì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)結(jié)合遠(yuǎn)程檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng),最終實(shí)現(xiàn)了對(duì)隱患罐式斷路器的在線監(jiān)測(cè)診斷預(yù)警。

    1)超高壓罐式斷路器超聲波監(jiān)測(cè)。在罐式斷路器內(nèi)部如果發(fā)生局部放電,必定會(huì)產(chǎn)生超聲波,并在SF6氣體中以球面波形式向周圍傳播。此時(shí)局部放電源形如一發(fā)聲源,向外發(fā)出超聲波,在罐式斷路器中以球面波形式向周圍傳播,只要將磁吸附式超聲傳感器吸附在變壓器油箱外壁,就可以接收到放電產(chǎn)生的超聲波,超聲波信號(hào)傳播路徑不同導(dǎo)致傳感器在油箱外壁接收到的超聲信號(hào)強(qiáng)弱也隨之變化,通過(guò)這些強(qiáng)弱變化確定超聲信號(hào)傳到變壓器外壁最強(qiáng)位置,再采用電聲定位法便可確定放電源位置。

    2)超高壓罐式斷路器SF6監(jiān)測(cè)。SF6氣體中微水及密度監(jiān)測(cè)主要是對(duì)GIS的溫度、壓力、濕度三個(gè)特征量進(jìn)行監(jiān)測(cè),SF6氣體中微水及密度在線監(jiān)測(cè)單元主要由現(xiàn)場(chǎng)SF6微水及密度綜合監(jiān)測(cè)器、監(jiān)測(cè)主機(jī)及后臺(tái)監(jiān)控軟件組成。SF6微水及密度綜合監(jiān)測(cè)器內(nèi)置溫度、壓力、露點(diǎn)三種傳感器,用于對(duì)斷路器SF6氣體的微水、密度、溫度進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集,經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量,再經(jīng)單片機(jī)補(bǔ)償運(yùn)算及處理,通過(guò)RS-485等數(shù)據(jù)通訊方式接入后臺(tái)監(jiān)控軟件進(jìn)行分析處理。

    3)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)由傳感器、監(jiān)測(cè)主機(jī)柜、后臺(tái)主機(jī)組。

    傳感器:安裝在罐式斷路器本體上,傳感器包括超聲傳感器、SF6密度微水傳感器;

    監(jiān)測(cè)主機(jī)柜:安裝在500 kV保護(hù)小室2中,組成設(shè)備有局放在線監(jiān)測(cè)IED、SF6微水密度在線監(jiān)測(cè)IED、通訊模塊、光纖收發(fā)器、凈化電源等設(shè)備;

    后臺(tái)主機(jī):安裝在主控室,包括后臺(tái)監(jiān)測(cè)計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、光纖收發(fā)器。

    傳感器由通訊電纜經(jīng)電纜溝連接到監(jiān)測(cè)IED上,監(jiān)測(cè)主機(jī)柜通過(guò)光纖與后臺(tái)主機(jī)連接,后臺(tái)主機(jī)經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)可接受遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)訪問(wèn)。

    4)生產(chǎn)MIS系統(tǒng)遠(yuǎn)程檢測(cè)診斷。通過(guò)與電力公司生產(chǎn)管理MIS系統(tǒng)的接口的對(duì)接調(diào)試,實(shí)現(xiàn)了本高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳生產(chǎn)MIS系統(tǒng)。由生產(chǎn)MIS系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)功能,功能包含實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查詢,歷史數(shù)據(jù)查詢,狀態(tài)異常告警等模塊,同時(shí)將被監(jiān)測(cè)高壓斷路器的狀態(tài)情況與生產(chǎn)MIS系統(tǒng)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)、缺陷情況等進(jìn)行綜合分析,通過(guò)邏輯計(jì)算、歷史數(shù)據(jù)對(duì)比確定其狀態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果,并將根據(jù)評(píng)價(jià)結(jié)果采取相應(yīng)的檢修策略。

    2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行效果

    上述500 kV變電站高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)于2013年10月安裝調(diào)試完成,于2013年11月1日起正式上傳數(shù)據(jù)至電力公司生產(chǎn)MIS系統(tǒng),參與高壓斷路器的狀態(tài)評(píng)價(jià)。以下將通過(guò)對(duì)5011超高壓罐式斷路器實(shí)際在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)情況來(lái)展示本系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果。

    1)5011超高壓A相斷路器局部放電監(jiān)測(cè)情況。5011超高壓A相斷路器2013年11月1日-2014年3月31日的SF6氣體局部放電變化示意圖如圖1所示。

    圖中呈直線狀曲線為5011超高壓A相斷路器局部放電脈沖個(gè)數(shù),由圖1可以看出在2013年11月中下旬曾連續(xù)監(jiān)測(cè)到局部放電脈沖。

    圖中波動(dòng)較大曲線為5011超高壓A相斷路器局部放電量情況變化,運(yùn)行的5個(gè)月中5011超高壓A相斷路器內(nèi)部局部放電發(fā)生較為頻繁,但總量均處于正常狀態(tài)。

    2)5011超高壓A相斷路器氣體狀態(tài)監(jiān)測(cè)情況。5011超高壓A相斷路器2013年11月1日-2014年3月31日的SF6氣體狀態(tài)變化示意圖如圖2所示。

    圖中可以看到藍(lán)色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體的氣溫變化情況,其最低溫度為3℃,最高溫度為23℃,期間溫度波動(dòng)較為劇烈。

    圖中紅色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體絕對(duì)壓力值,由狀態(tài)總圖僅能看到其波動(dòng)隨氣體溫度變化并不明顯。

    圖中綠色曲線為5011超高壓A相斷路器內(nèi)SF6氣體密度值,其波動(dòng)同樣隨氣體溫度變化并不明顯。

    圖2 高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)問(wèn)題告警

    3)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行情況報(bào)警實(shí)例。本套超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)除了能夠全面反映被監(jiān)控高壓斷路器的各類狀態(tài)并對(duì)異常進(jìn)行報(bào)警外,同樣能夠?qū)Ρ鞠到y(tǒng)出現(xiàn)的異常情況進(jìn)行告警,以便及時(shí)消除系統(tǒng)異常,保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

    例如如圖2所發(fā)出的提示,5011超高壓B相斷路器狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)處于異常,系統(tǒng)以異于正常綠色標(biāo)識(shí)的黃色警示標(biāo)識(shí)顯示其處于異常狀態(tài)。當(dāng)鼠標(biāo)移至告警燈處,可以查看異常報(bào)告。由圖2可以看出裝置編號(hào)為941903的TWOLM06/16型SF6氣體壓力檢測(cè)裝置出現(xiàn)異常。后經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)5011超高壓B相斷路器的微水傳感器(包含壓力、密度、微水、溫度檢測(cè)功能)的二次接線出現(xiàn)松動(dòng),經(jīng)過(guò)緊固系統(tǒng)恢復(fù)正常。

    3 結(jié)論

    本文所描述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)著力解決500 kV變電站超高壓罐式斷路器的事故高發(fā)造成系統(tǒng)可靠性降低的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)500 kV超高壓罐式斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)備選型,在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試,并且于2013年11月起開始進(jìn)行了數(shù)月的局部放電量、局部放電脈沖數(shù)、SF6氣體溫度、絕對(duì)壓力、氣體密度以及氣體含水量實(shí)用化運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)了最初的設(shè)想、達(dá)到了實(shí)用化目的。與此同時(shí),與已有的生產(chǎn)管理MIS系統(tǒng)的接口調(diào)試后,實(shí)現(xiàn)了本在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的深化應(yīng)用,即完成了對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)以及狀態(tài)檢修策略的綜合應(yīng)用。

    隨著本次超高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用內(nèi)容的圓滿實(shí)現(xiàn),在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與狀態(tài)評(píng)價(jià)系統(tǒng)綜合應(yīng)用于高壓斷路器狀態(tài)檢修策略的制定的實(shí)踐成功,翻開了我局變電設(shè)備檢修維護(hù)管理的全新篇章。以此次超高壓斷路器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)成功為契機(jī),全面深入的實(shí)施輸變電設(shè)備局狀態(tài)檢修工作進(jìn)入新的階段。結(jié)合即將開展的電容型設(shè)備在線監(jiān)測(cè)、避雷器在線監(jiān)測(cè)、電力電纜在線監(jiān)測(cè)、電力變壓器在線監(jiān)測(cè)以及GIS系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)的建設(shè)實(shí)施,以及諸如指紋診斷、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷以及莊家系統(tǒng)等高效的故障診斷手段,進(jìn)行高壓電氣設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià),制定更加合理高效的涉及全網(wǎng)的設(shè)備維護(hù)檢修方案策略成為可能。

    參考文獻(xiàn)

    [1]郭志強(qiáng),李德軍,沈威.GIS局部放電常規(guī)檢測(cè)和超聲波檢測(cè)方法的應(yīng)用比較[J].高壓電氣,2009(3).

    [2]馮允平,喬偉.GIS局部放電檢測(cè)與識(shí)別[J].高壓電氣,1999(5).

    [3]金立軍,劉衛(wèi)東,錢家驪.GIS絕緣配合中的故障分析及診斷和檢測(cè)技術(shù)[J].中國(guó)電力,2002(3).

    [4]唐炬,謝顏斌,周倩,張曉星.氣體絕緣組合電器內(nèi)絕緣缺陷超高頻局部放電信號(hào)特性[J].重慶大學(xué)學(xué)報(bào),2009(10).endprint

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