變電站高壓電氣設(shè)備狀態(tài)檢修的現(xiàn)狀及發(fā)展

楊琪

摘 要：本文分析了高壓電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用方向，結(jié)合高壓電氣設(shè)備使用中電流以及電壓傳輸特征來進(jìn)行總結(jié)，對(duì)在線監(jiān)測技術(shù)功能實(shí)現(xiàn)的要點(diǎn)部分做出整理，為在線監(jiān)測技術(shù)全面應(yīng)用在變電站高壓電氣系統(tǒng)中創(chuàng)造有力基礎(chǔ)條件。

關(guān)鍵詞：變電站；高壓電器設(shè)備；狀態(tài)檢修

中圖分類號(hào)：TM507 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）13-0150-01

1 高壓電器設(shè)備在在線狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

1.1 電力變壓器

電力變壓器的故障檢測部分組成技術(shù)框架較多，可以通過對(duì)變壓器的運(yùn)行狀態(tài)檢測觀察，判斷是否在該狀態(tài)下會(huì)逐漸發(fā)展為故障問題。變壓器長時(shí)間在高壓環(huán)境下使用，可能會(huì)出現(xiàn)材料老化情況，與最初安裝在性能檢測上會(huì)產(chǎn)生差異性。在線監(jiān)測技術(shù)能夠針對(duì)電力變壓器的狀態(tài)參數(shù)變化，了解到變壓器所述運(yùn)行環(huán)境中是否由于材料老化耳產(chǎn)生故障隱患。例如高壓環(huán)境下導(dǎo)致電力變壓器的某些材料溶解，溶解后則會(huì)產(chǎn)生液體與氣體，液體已經(jīng)氣體對(duì)外層絕緣材料均存在腐蝕性，一旦絕緣材料破損變壓器，將直接暴露在空氣中，對(duì)電力系統(tǒng)自身存在嚴(yán)重的安全威脅。在線分析中針對(duì)電力變壓器，主要會(huì)從溶解氣體分析，局部放電檢測分析，以及繞組變形分析三方面進(jìn)行。溶解氣體分析則是根據(jù)所產(chǎn)生的氣體類型來判斷電壓器中是否存在絕緣材料損壞的問題，并判斷當(dāng)前的氣體成分下繼續(xù)發(fā)展高壓變壓器是否會(huì)產(chǎn)生故障，針對(duì)局部放電的分析則采用傳感探測器來實(shí)現(xiàn)[1]。當(dāng)變壓器出現(xiàn)故障后，可能會(huì)在某一處被擊穿，此時(shí)通過對(duì)其放電情況的分析，便能夠了解到是否出現(xiàn)這種局部擊穿情況。最后是繞組變形分析，當(dāng)高壓電氣設(shè)備中的變壓器在使用中由于高負(fù)載而導(dǎo)致繞組變形，此時(shí)變壓器所傳輸?shù)碾妷阂约白陨黼娮瓒紩?huì)產(chǎn)生變化，對(duì)其監(jiān)測中主要通過輸出電流電壓以及電阻的測量計(jì)算來實(shí)現(xiàn)。根據(jù)所測量得到的參數(shù)結(jié)果，也能判斷出繞組變形的嚴(yán)重程度。

1.2 容性設(shè)備

容性設(shè)備是針對(duì)末屏電流的采集來判斷其運(yùn)行狀態(tài)的，容性設(shè)備在高壓電氣設(shè)備中處于保護(hù)層面。當(dāng)高壓電壓設(shè)備通過電壓已經(jīng)超過安全范圍后，通訊設(shè)備將會(huì)自動(dòng)熔斷阻止電流傳輸，以免對(duì)高壓電壓設(shè)備的其他組件造成影響。變電站高壓電氣設(shè)備使用中，由于傳輸電壓額度非常大，彼此之間距離較近容易出現(xiàn)相干干擾，因此在變電站中避雷針通常是一字排列的。不僅能夠?qū)纂姰a(chǎn)生的大量干擾電流進(jìn)行接地傳輸，同時(shí)這種一字排開的模式也能避免高壓電氣設(shè)備之間出現(xiàn)靜電干擾的情況。諧波電壓影響也是倒置變電站高壓電氣設(shè)備使用故障的主要原因，對(duì)其進(jìn)行在線分析，同樣采用地線傳輸電流來排除。分析中首先會(huì)假設(shè)一個(gè)電氣設(shè)備高壓電流相對(duì)穩(wěn)定的環(huán)境，這樣一旦系統(tǒng)中出現(xiàn)諧波，則原有的電流以及電壓傳輸模式將會(huì)被打亂，在非線性阻性點(diǎn)留下下電阻也會(huì)出現(xiàn)明顯增大，此時(shí)原有的穩(wěn)定狀態(tài)也出現(xiàn)變化，在電力系統(tǒng)中有諧波產(chǎn)生?；谠蟹€(wěn)定狀態(tài)下的數(shù)據(jù)采集對(duì)諧波環(huán)境中的電壓進(jìn)行二次在線采集，分析對(duì)比后便能夠得出當(dāng)前容性設(shè)備所處環(huán)境，以及在變電站高壓電氣設(shè)備中存在的擊穿風(fēng)險(xiǎn)問題。

1.3 斷路器以及絕緣組合電器

斷路器以及絕緣組合電器中的狀態(tài)在線檢修技術(shù)，斷路器以及絕緣組合都是對(duì)高壓電氣設(shè)備的安全防護(hù)系統(tǒng)，在線故障分析檢測需要確定斷路器在接頭處是否存在磨損，也就是電流在斷路器中是否能夠正常流通。如果接頭部分存在磨損，接觸面積有明顯變化，此時(shí)斷路器中正常傳輸?shù)碾娏饕矔?huì)有誤差，因此在在線故障排查中，首先會(huì)對(duì)這部分內(nèi)容作出分析。目前的在線監(jiān)測技術(shù)已經(jīng)能夠通過電流傳輸中的機(jī)械震蕩來判斷局部放電，但該技術(shù)在實(shí)踐應(yīng)用中仍然受材料因素影響，需要繼續(xù)研發(fā)。最常使用的方法是模擬電信號(hào)導(dǎo)通傳輸，通過振動(dòng)脈沖所對(duì)應(yīng)的電流傳輸情況，判斷斷路器是否已經(jīng)接入到高壓電氣設(shè)備中。這樣在使用中絕緣組合電器才能發(fā)揮功能，對(duì)于絕緣部分的檢測，同樣是采用該種技術(shù)原理，當(dāng)絕緣部分有電流干擾產(chǎn)生時(shí)，電氣設(shè)備的整體絕緣層電阻也會(huì)因此增大。實(shí)時(shí)監(jiān)測所得結(jié)果傳輸?shù)娇刂颇K中，軟件程序會(huì)做出故障排查以及檢修指令[2]。

2 變電站高壓電器設(shè)備狀態(tài)檢修的硬件組成發(fā)展

2.1 帶電監(jiān)測系統(tǒng)形成

帶電監(jiān)測系統(tǒng)是最初的硬件組成模式，主要由傳感器及導(dǎo)線來構(gòu)成，需要技術(shù)人員在電氣設(shè)備中安裝檢測儀器，并探測實(shí)時(shí)的電壓電流情況，雖然所得到的數(shù)據(jù)能夠反映出變電站高壓電氣設(shè)備一個(gè)階段內(nèi)的運(yùn)行狀態(tài)。但卻并不能達(dá)到實(shí)時(shí)狀態(tài)檢修，所得到的結(jié)果也只可以作為故障排查的參照，當(dāng)然需要技術(shù)人員結(jié)合高壓變電站設(shè)備各個(gè)模塊運(yùn)行狀態(tài)具體分析。CPU處理器以及A/D轉(zhuǎn)換按鈕均使用便攜式外接儀器，頻繁的移動(dòng)與接入在檢測，結(jié)果精準(zhǔn)度上得不到保障，這也使得該技術(shù)在使用中逐漸落后。已經(jīng)被集中檢測以及智能化分層監(jiān)測所代替。通過科學(xué)分析故障模式發(fā)現(xiàn)，變壓器和變壓器的有載開關(guān)屬于進(jìn)行在線監(jiān)測的核心部分。其中，對(duì)變壓器進(jìn)行的在線監(jiān)測主要包括如下項(xiàng)目：測量并分析油中氣體、測量變電站高壓電氣設(shè)備及其電氣回路完整性、測量局部放電、測量有載開關(guān)磨損度等。而變壓器的在線監(jiān)測可逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槌跏脊收?，這種轉(zhuǎn)變的過程所需的時(shí)間比較長，由于運(yùn)行方式會(huì)導(dǎo)致過熱問題的產(chǎn)生，進(jìn)而促使溶解在油內(nèi)的水分轉(zhuǎn)變成為氣泡，這些氣泡嚴(yán)重降低了液體絕緣介質(zhì)自身的強(qiáng)度，最終引發(fā)介質(zhì)失效的安全事故[3]。

2.2 集中監(jiān)測結(jié)構(gòu)模式

集中式監(jiān)測則能夠?qū)⒆冸娬靖邏弘姎庠O(shè)備各個(gè)模塊之間做出整合，形成一個(gè)整體的檢測結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，在信息采集中也能夠通過不同振動(dòng)頻率來判斷出所在區(qū)域的運(yùn)行狀態(tài)是否安全。應(yīng)用集中式結(jié)構(gòu)可以排除微弱信號(hào)干擾，在所測電流電壓，結(jié)果精準(zhǔn)程度上有所提升，但面對(duì)較強(qiáng)的干擾電流仍然不能有效規(guī)避。應(yīng)用集中式結(jié)構(gòu)能夠?qū)﹄姎庠O(shè)備的主機(jī)以及其他附屬模塊之間做出聯(lián)系，在所得監(jiān)測結(jié)果的傳說上也能根據(jù)不同模塊基本情況來做出自動(dòng)判斷，尤其是面對(duì)集中式結(jié)構(gòu)中比較容易產(chǎn)生的變電站故障問題。集中式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)置中應(yīng)用特殊的芯片，在傳輸有用模擬信號(hào)，同時(shí)也能將電纜中的干擾電流降低，不僅具有檢測效果，對(duì)變電站高壓電氣設(shè)備安全使用也具有保護(hù)效果。處于集中監(jiān)測結(jié)構(gòu)狀態(tài)中，變電站高壓電氣設(shè)備故障一旦出現(xiàn)，也能夠自動(dòng)實(shí)現(xiàn)檢修。但由于高壓變電站傳輸電壓較大，因此所產(chǎn)生的干擾電壓額度也比較大，這種集中監(jiān)測結(jié)構(gòu)在抗干擾能力上仍然需要繼續(xù)提升。

2.3 分層結(jié)構(gòu)模式

分層結(jié)構(gòu)模式則應(yīng)用了智能化技術(shù)，可以根據(jù)變電站高壓電氣設(shè)備的不同運(yùn)行狀態(tài)以及電壓傳輸情況來進(jìn)行分區(qū)。將高壓，中高壓，以及低壓劃分為三種不同監(jiān)管模式。在信息傳輸以及抗干擾方面更符合電器設(shè)備使用狀態(tài)，分層分區(qū)后在控制中心與電氣設(shè)備所在模塊之間建立起通訊點(diǎn)，即使面對(duì)比較復(fù)雜的電流信息傳輸任務(wù)，也能夠根據(jù)模塊分區(qū)來在短時(shí)間內(nèi)解決。這種分層結(jié)構(gòu)模式，對(duì)模擬信號(hào)的長距離導(dǎo)通也能最大程度減少損耗，應(yīng)用該項(xiàng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了變電站高壓電氣設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控。不僅對(duì)故障檢修有很大幫助，也確保了變電站現(xiàn)場工作人員的生命安全。但在使用中對(duì)控制電纜傳輸信道要求較高，需要選擇高質(zhì)量材料。當(dāng)現(xiàn)場控制模塊與計(jì)算機(jī)總控制中心連接時(shí)，所使用的電纜材料也要具有高效導(dǎo)通性能，否則一旦信號(hào)在傳輸中出現(xiàn)損耗最終得到的結(jié)果也將不具有實(shí)際意義。

3 結(jié)語

綜上所述，為順應(yīng)時(shí)代發(fā)展需求，做好變電站的檢修工作十分重要。變電站高壓電氣設(shè)備的主要功能是承接高電壓以及轉(zhuǎn)換變電，只有不斷提升變電站的安全運(yùn)行效果，減少變電站高壓電氣設(shè)備檢修失誤以及故障危害，才能促使變電站高壓電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行，進(jìn)而為變電站等電力系統(tǒng)單位提供良好的運(yùn)行環(huán)境，更好地為國家和人民服務(wù)。

參考文獻(xiàn)

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