變電站高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)狀及技術(shù)研究

劉聰

摘 要：高壓電氣設(shè)備是確保變電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行的關(guān)鍵，高壓電氣設(shè)備的狀態(tài)對(duì)變電站工作有著直接的影響。因此，要利用高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備檢測(cè)電氣設(shè)備的性能，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的問題和安全隱患，避免高壓電氣設(shè)備發(fā)生故障而影響變電站運(yùn)行。本文簡(jiǎn)要說(shuō)明高壓電氣試驗(yàn)的重要意義，并分析變電站高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)狀，在此基礎(chǔ)上研究相關(guān)技術(shù)及其優(yōu)化方案。

關(guān)鍵詞：變電站;高壓電氣;試驗(yàn)設(shè)備

中圖分類號(hào)：TM63文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2020）29-0046-03

Abstract： High-voltage electrical equipment is the key to ensuring the safe and stable operation of substations， the state of high-voltage electrical equipment has a direct impact on the work of the substation. Therefore， it is necessary to use high-voltage electrical test equipment to detect the performance of electrical equipment， discover the problems and potential safety hazards of the equipment in time， and avoid the failure of high-voltage electrical equipment to affect the operation of the substation. This paper briefly explained the importance of high-voltage electrical test， and analyzed the development status of high-voltage electrical test equipment in substations， and studied related technologies and their optimization schemes on this basis.

Keywords： substation;high-voltage electrical;test equipment

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們的生活水平有了顯著提升，日常生產(chǎn)和生活用電需求顯著增加，因此電力企業(yè)要加大力度，積極地對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)建和改建?，F(xiàn)階段，我國(guó)變電站數(shù)量不斷增加，為了確保變電站可以安全、穩(wěn)定地運(yùn)行，為人們的生活和生產(chǎn)奠定良好基礎(chǔ)，電力企業(yè)就需要重視開展變電站高壓電氣試驗(yàn)，以有效檢測(cè)變電站各項(xiàng)性能的指標(biāo)，準(zhǔn)確找出變電站運(yùn)行中存在的各種問題并及時(shí)處理，避免出現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行故障。

1 變電站高壓電氣試驗(yàn)的重要性

1.1 能夠確保電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行

通過高壓電氣試驗(yàn)，工作人員能及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備中存在的問題，及時(shí)進(jìn)行檢修，為電氣設(shè)備和變電站的穩(wěn)定運(yùn)行打下良好基礎(chǔ)。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，進(jìn)行高壓電氣試驗(yàn)，有利于提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和生產(chǎn)效益。從短期來(lái)看，進(jìn)行高壓電氣試驗(yàn)有利于盡早發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備中存在的問題，及時(shí)進(jìn)行分析和處理，保證電氣設(shè)備安全。減少安全事故的發(fā)生率，也就降低了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失，保證了電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。同時(shí)，減少電力事故的發(fā)生率，有利于樹立良好的企業(yè)形象，提升企業(yè)的綜合競(jìng)爭(zhēng)力[1]。另外，開展高壓電氣試驗(yàn)，有助于提升變電站維修人員的技術(shù)能力，使其對(duì)變電站日常運(yùn)行環(huán)節(jié)有更為全面和準(zhǔn)確的理解，為后期運(yùn)行和維護(hù)工作奠定良好基礎(chǔ)。當(dāng)后期工作中遇到問題時(shí)，其能夠進(jìn)行準(zhǔn)確判斷和處理，避免發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)事故，提供更為安全和可靠的維修服務(wù)。因此，開展高壓電氣試驗(yàn)，提高電氣設(shè)備的安全性，確保供電安全、穩(wěn)定是極為重要的。

1.2 增強(qiáng)電力工作人員的安全感

開展高壓電氣試驗(yàn)，有利于最大程度確保設(shè)備安全，保障電力系統(tǒng)從業(yè)者的人身安全。為了確保試驗(yàn)的有效性，其間需要選擇經(jīng)驗(yàn)豐富、專業(yè)能力強(qiáng)的人員進(jìn)行操作，這對(duì)于工作人員來(lái)說(shuō)能夠起到一定的激勵(lì)作用，鼓勵(lì)員工在做好本職工作的基礎(chǔ)上積極學(xué)習(xí)，提高自身綜合素質(zhì)。對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行安全測(cè)試，從某種程度上來(lái)說(shuō)也能對(duì)工作人員特別是一線工作人員起到激勵(lì)作用。

2 變電站高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)狀

高壓程控電氣試驗(yàn)車通常是利用中型客車改造而成的，將高壓程控試驗(yàn)系統(tǒng)固定在客車上，便于移動(dòng)，方便將試驗(yàn)設(shè)備運(yùn)輸?shù)叫枰M(jìn)行試驗(yàn)的地點(diǎn)開展高壓電氣試驗(yàn)。目前，我國(guó)高壓程控電氣試驗(yàn)車中的試驗(yàn)設(shè)備大多來(lái)源于國(guó)外，人們可以利用這些設(shè)備便捷地進(jìn)行各種測(cè)試。通常，在進(jìn)行各項(xiàng)測(cè)試的過程中，將計(jì)算機(jī)接口、設(shè)備接口和電纜連接起來(lái)，利用計(jì)算機(jī)設(shè)備詳細(xì)記錄試驗(yàn)獲得的資料。然后，可以利用自動(dòng)化的高壓電氣設(shè)備檢驗(yàn)電氣設(shè)備的性能，盡量在試驗(yàn)過程中減少人力操作，確保操作流程簡(jiǎn)便、易懂。這種測(cè)試方法的自動(dòng)化和智能化水平較高，操作方便，但是對(duì)操作人員的綜合素質(zhì)有較高的要求。目前，這種高壓程控電氣試驗(yàn)設(shè)備自身存在一些缺陷，這類設(shè)備和技術(shù)大都是從外國(guó)引進(jìn)的，總體成本較高，我國(guó)小型供電企業(yè)無(wú)法承受高昂的設(shè)備價(jià)格[2]。近年來(lái)，我國(guó)也積極地研究高壓程控電氣試驗(yàn)車，上海大帆電氣設(shè)備公司的DF9800高壓電力試驗(yàn)車（見圖1）就可以獨(dú)立完成220 kV以下等級(jí)的變電站電氣設(shè)備試驗(yàn)，獲得了良好的市場(chǎng)反應(yīng)。

3 簡(jiǎn)述常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備

相比傳統(tǒng)高壓電氣設(shè)備，常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備的投入不高，因此目前我國(guó)電氣企業(yè)在日常工作中主要應(yīng)用常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備。同樣，常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備存在一些缺陷，通常操作需要人工完成，相對(duì)于程控電氣試驗(yàn)設(shè)備來(lái)說(shuō)，其自動(dòng)化和智能化水平不高。在人工操作的過程中，存在很多可能對(duì)結(jié)果造成影響的干擾因素。試驗(yàn)期間，很多工作都需要依靠人力來(lái)完成，如分析數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)等，在分析數(shù)據(jù)和得出結(jié)論的過程中，其對(duì)操作人員的工作經(jīng)驗(yàn)和專業(yè)能力有較強(qiáng)的依賴，因此最后獲得的結(jié)果會(huì)存在不同程度的偏差。但是，因?yàn)檫@類設(shè)備成本合理，我國(guó)目前大多數(shù)電力企業(yè)繼續(xù)使用常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)。需要注意的是，在操作過程中，要不斷總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)化常規(guī)試驗(yàn)設(shè)備，提升試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性，最終在最短時(shí)間內(nèi)獲得精準(zhǔn)的試驗(yàn)結(jié)果。

絕緣測(cè)驗(yàn)項(xiàng)目包括：測(cè)量絕緣電阻和吸收比;測(cè)量泄漏電流;測(cè)量介質(zhì)損耗角正切值;絕緣油試驗(yàn);油中溶解氣體色譜分析試驗(yàn);工頻交流耐壓試驗(yàn);感應(yīng)耐壓試驗(yàn)等。

對(duì)繞組的絕緣電阻和吸收比進(jìn)行測(cè)量，是檢查變壓器絕緣狀況的常用方法，其靈敏度較高，能夠充分反映各類絕緣體的貫通性缺陷（如瓷件破碎、接地和短路問題等）或是整體受潮。絕緣電阻測(cè)量結(jié)果分析一般采用比較法，主要比較變壓器每次試驗(yàn)的結(jié)果。通常，交接試驗(yàn)值需要符合一定標(biāo)準(zhǔn)，最低不能低于出廠試驗(yàn)值的70%。大修后或是運(yùn)行時(shí)的試驗(yàn)值也要符合規(guī)定值。變壓器交接試驗(yàn)過程中，線圈和套管的tan[δ]值不得超過出廠試驗(yàn)值的130%。

4 高壓電氣試驗(yàn)技術(shù)的改進(jìn)

紅外線點(diǎn)溫計(jì)是一種手持的測(cè)量?jī)x器，攜帶和操作都極為便利。在試驗(yàn)過程中使用此儀器，能夠快速發(fā)現(xiàn)和查找熱源，儀器的契合性較高，可以和很多種類的電氣設(shè)備搭配使用，同時(shí)具有精準(zhǔn)、高效和便利等優(yōu)點(diǎn)[3]。

紅外線熱像儀主要用于對(duì)設(shè)備進(jìn)行熱像分析，從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)目的，檢測(cè)工作可以隨時(shí)進(jìn)行，這種方法還能在拆裝發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子護(hù)環(huán)中發(fā)揮協(xié)助作用。

超聲波流量探測(cè)儀主要應(yīng)用于停機(jī)檢修中，能夠通過測(cè)定電氣設(shè)備的流量進(jìn)行試驗(yàn)。

發(fā)電機(jī)在線綜合分析專家系統(tǒng)可以結(jié)合測(cè)試發(fā)電機(jī)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析和對(duì)比，能夠明確發(fā)電機(jī)是否正常運(yùn)行及運(yùn)行是否符合工作要求，最終給出試驗(yàn)結(jié)論和建議。

5 變電站高壓電氣試驗(yàn)設(shè)備優(yōu)化方案

5.1 變電站常用試驗(yàn)設(shè)備

高壓發(fā)生器檢驗(yàn)設(shè)備如下：直流高壓發(fā)生器（電流為2 mA，輸出電壓400 kV）;變頻諧振耐壓試驗(yàn)裝備，低于500 kV變電站進(jìn)行CIS和CT交流耐壓試驗(yàn)，試驗(yàn)電壓為720 kV;輕型試驗(yàn)變壓器，測(cè)試開關(guān)、變壓器、CT、PT等設(shè)備的耐壓性;多倍頻感應(yīng)耐壓試驗(yàn)裝置，主要用于進(jìn)行互感器和變壓器的感應(yīng)耐壓試驗(yàn)。

電氣測(cè)量?jī)x器如下：變壓器直流電阻測(cè)試儀，用于測(cè)量變壓器繞組，量程為5 A（1～4 mΩ）;回路電阻測(cè)試儀，測(cè)量斷路器導(dǎo)電回路電阻，測(cè)量時(shí)直流需要不小于100 A，測(cè)量范圍為0～1 999.9 μΩ;互感器特性測(cè)試儀，用于通流耐壓、變比和伏安特性測(cè)試等試驗(yàn);全自動(dòng)電容電感測(cè)試儀，不用拆線，就可以測(cè)量無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M電容量;避雷器特性測(cè)試儀，測(cè)量氧化鋅避雷器的電阻電流、全電流、諧波、有功功率、工頻電壓和相位差等。

5.2 充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，優(yōu)化電氣試驗(yàn)設(shè)備

新時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，人們?cè)诠ぷ髦锌梢苑e極利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，提升試驗(yàn)技術(shù)的先進(jìn)性，可以對(duì)常規(guī)檢測(cè)設(shè)備進(jìn)行逐步優(yōu)化。人們可以將傳統(tǒng)設(shè)備和計(jì)算機(jī)設(shè)備有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)出高壓電氣設(shè)備專業(yè)軟件，充分利用計(jì)算機(jī)的智能性完成試驗(yàn)。此種系統(tǒng)能夠解決常規(guī)設(shè)備中存在的問題，能夠從根本上提升常規(guī)設(shè)備的自動(dòng)化和智能化水平。

在實(shí)際操作過程中，工作人員只需要按照系統(tǒng)的提示進(jìn)行測(cè)試，然后將數(shù)據(jù)記錄到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中并進(jìn)行匯總和分析，確保試驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確，有效提升工作效率。系統(tǒng)主要包括錄入數(shù)據(jù)、管理和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、對(duì)比分析數(shù)據(jù)、打印測(cè)試報(bào)告、顯示測(cè)試報(bào)告等模塊單元。為了符合試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)要求，本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)為通用型。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)時(shí)，一級(jí)牽引使用站名，二級(jí)牽引使用設(shè)備名，三級(jí)牽引使用檢測(cè)日期。試驗(yàn)使用通用測(cè)試數(shù)據(jù)庫(kù)，其具有以下幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)：便于管理，能方便地進(jìn)行擴(kuò)充;數(shù)據(jù)具有一定的獨(dú)立性，避免因?yàn)榫植繐p壞而彼此影響;維護(hù)極為便利。

建立數(shù)據(jù)庫(kù)需要遵循的原則為：每一個(gè)變電所需要建立一個(gè)獨(dú)立的數(shù)據(jù)庫(kù)，試驗(yàn)時(shí)可以采取人工方式將獲得的數(shù)據(jù)錄入計(jì)算機(jī)中，對(duì)新數(shù)據(jù)和原有數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、對(duì)比、換算及存儲(chǔ)管理。這樣既能對(duì)幾次檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行直觀對(duì)比，及時(shí)了解電氣設(shè)備的最新狀態(tài)，又能和其他同類設(shè)備進(jìn)行比對(duì)，將不同類型的測(cè)試結(jié)果作為此次試驗(yàn)的參照依據(jù)[4]。最終將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，作為工作人員進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的歷史依據(jù)。為了有效掌握設(shè)備的動(dòng)態(tài)情況，要建立信息化檔案，管理相關(guān)數(shù)據(jù)信息。工作人員可以隨時(shí)調(diào)取和使用數(shù)據(jù)信息，便于進(jìn)行分析，從而及時(shí)了解設(shè)備的實(shí)際情況，最大限度地確保電氣設(shè)備安全、穩(wěn)定地運(yùn)行。

6 結(jié)語(yǔ)

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，常規(guī)電氣設(shè)備試驗(yàn)?zāi)Ｊ揭呀?jīng)無(wú)法滿足新時(shí)期的實(shí)際需求，在資金投入有限的情況下，只有不斷對(duì)原有技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化，才能提高電氣設(shè)備試驗(yàn)的準(zhǔn)確度，保證變電站穩(wěn)定運(yùn)行，促進(jìn)電力企業(yè)更為健康地發(fā)展。

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