曾志國(guó)

摘 要：輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)是電網(wǎng)正常運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)之一，文章針對(duì)輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀、監(jiān)測(cè)技術(shù)、技術(shù)應(yīng)用實(shí)例以及輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的研究意義等方面進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述。

關(guān)鍵詞：輸變電設(shè)備 ； 監(jiān)測(cè)技術(shù) ； 監(jiān)測(cè)應(yīng)用

隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對(duì)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(shí)，各種電網(wǎng)問(wèn)題接踵而來(lái)，大面積停電故障發(fā)生率更是逐年提升。為了確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行，電網(wǎng)的輸變電設(shè)備監(jiān)測(cè)成了判斷電網(wǎng)安全性重要指標(biāo)之一，輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究也成為熱點(diǎn) 。

1 輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的研究現(xiàn)狀

輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)在現(xiàn)階段的監(jiān)測(cè)方式有預(yù)試方式、在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、帶電檢測(cè)三個(gè)方面這些方式對(duì)掌握輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)以及整個(gè)電網(wǎng)的安全狀態(tài)有著很重要的意義。2 0世紀(jì)6 0年代美國(guó)首先開(kāi)展設(shè)備維修技術(shù)的研究，并在工業(yè)領(lǐng)域中對(duì)設(shè)備狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)加以實(shí)踐。2 0世紀(jì)9 0年代美國(guó)和日本等發(fā)達(dá)國(guó)家的電廠已經(jīng)開(kāi)始設(shè)施狀態(tài)維修但是在全球范圍內(nèi)只有少數(shù)的輸變電設(shè)備和配電變壓器配備了在線(xiàn)監(jiān)測(cè)裝置。而我國(guó)由于資金、技術(shù)成果不能產(chǎn)業(yè)化的限制，在輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)與診斷方面有很大的的市場(chǎng)空白。2 1世紀(jì)智能電網(wǎng)逐漸成為主流西方發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)在這方面取得很大的進(jìn)展。我國(guó)相較于發(fā)達(dá)國(guó)家研究時(shí)間略晚但是仍然在相關(guān)領(lǐng)域取得了一定的進(jìn)展。

2 輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)

輸變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)包括在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、離線(xiàn)監(jiān)測(cè)以及其他可得到運(yùn)行設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)的手段。現(xiàn)階段最常運(yùn)用的技術(shù)手段是在線(xiàn)監(jiān)測(cè)。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是將相關(guān)的設(shè)備儀器安裝在被測(cè)對(duì)象本體上實(shí)時(shí)記錄和監(jiān)測(cè)被監(jiān)測(cè)對(duì)象的運(yùn)行狀態(tài)。本文為研究輸變電設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)針對(duì)G I S組電路 、避雷器、電纜等設(shè)備的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行了總結(jié)。

2.1 GIS組合電路的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)

GIS是一種完成傳遞切換電能任務(wù)的組合裝置，一般由斷路器、 電流互感器、電壓互感器、避雷器等設(shè)備構(gòu)成。因此，GIS的主要故障可分為局部放電、載流導(dǎo)體局部過(guò)熱、氣體質(zhì)量下降、機(jī)械故障等。

2.1.1局部放電。由于局部放電可引起電磁波和聲波的變化和S F 6 氣體電離，因此，局部放電的監(jiān)測(cè)手段可分為非電氣法和電氣法。非電氣法包括光學(xué)法、化學(xué)法、機(jī)械聲法。由于信號(hào)衰減速度快，使用非電氣法監(jiān)測(cè)的范圍受限制并不適用于永久固定的裝置。電氣法包括測(cè)量法和特高頻法。這種方法傳感效率高抗干擾能力強(qiáng)，但需要多個(gè)傳感器共同作用。

2.1.2 S F 6微水密度監(jiān)測(cè)。在一定程度上來(lái)說(shuō)監(jiān)測(cè) S F 6氣體密度就是在監(jiān)測(cè) G I S 設(shè)備。現(xiàn)有的監(jiān)測(cè)方法是在監(jiān)測(cè) S F 6 氣體壓力，然后向遠(yuǎn)方發(fā)送警報(bào)信號(hào)，這種方式不能及時(shí)確定泄漏點(diǎn)，造成嚴(yán)重的設(shè)備損壞等問(wèn)題。在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)記錄分析遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)能更好的進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作保證設(shè)備安全穩(wěn)定的運(yùn)行。

2.2避雷器的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)

避雷器容易發(fā)生的自身問(wèn)題分為兩大類(lèi) ： 受潮和電阻片老化。在受潮后就會(huì)使設(shè)備整體伴有發(fā)熱現(xiàn)象而電阻片老化的現(xiàn)象會(huì)造成多個(gè)元件普遍發(fā)熱使電壓不均勻發(fā)熱程度不同。漏電流的大小是檢測(cè)避雷器運(yùn)行狀況的重要依據(jù)。因此，脂波分析法 、信號(hào)重組法、相位補(bǔ)償法是避雷器在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的主要技術(shù)手段。

2.3電纜的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)技術(shù)

電纜在線(xiàn)監(jiān)測(cè)可以分為兩類(lèi)：局部放電監(jiān)測(cè)和電纜溫度監(jiān)測(cè)。電纜的生產(chǎn)或使用過(guò)程中氣泡的殘留和雜質(zhì)的摻入都可能造成一些區(qū)域首先發(fā)生局部放電，現(xiàn)在的常用檢測(cè)方法有高頻電流檢測(cè)法、超聲波檢測(cè)法、超高頻檢測(cè)法等。電纜光纖測(cè)溫的監(jiān)測(cè)技術(shù)是通過(guò)測(cè)量監(jiān)測(cè)電纜外層的溫度計(jì)算出電纜線(xiàn)芯的溫度，判斷電纜的輸電能力。 通常運(yùn)用光纖光柵測(cè)溫系統(tǒng)和DTS 測(cè)溫系統(tǒng)這種分布 性型光纖測(cè)溫系統(tǒng)可連續(xù)多點(diǎn)測(cè)溫規(guī)業(yè)距長(zhǎng)、精度高、抗干擾性強(qiáng)等諸多特點(diǎn)。

3 應(yīng)用實(shí)例

3 . 1 國(guó)外實(shí)例

新加坡電網(wǎng)公司的電網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是全部電纜化，電壓在240v低壓-4 0 0k v 高壓范圍內(nèi)，整體管理更容易出現(xiàn)問(wèn)題。而在近十年來(lái)，及 該公司在狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)上逐步提高，使電網(wǎng)供電質(zhì)量呈上升趨勢(shì)。 以電纜熱狀態(tài)監(jiān)測(cè)為例該公司在電纜上安裝了分布式光纖測(cè)溫系統(tǒng) （ DTS） .DTS可以根據(jù)光纖的光時(shí)域反射和光纖的后向拉曼散射溫度效應(yīng)準(zhǔn)確的監(jiān)測(cè)電纜的發(fā)熱狀態(tài)，掌握電力電纜的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)各種故障實(shí)施在線(xiàn)監(jiān)測(cè)提高電纜的管理水平避免造成各種電纜事故造成不必要的損失。

3.2國(guó)內(nèi)實(shí)例

香港CLP電力公司在輸變電設(shè)備狀態(tài)技術(shù)方面已經(jīng)開(kāi)始有了進(jìn) 步的轉(zhuǎn)換開(kāi)始實(shí)行狀態(tài)維修體制。以S F 6氣體泄漏離線(xiàn)監(jiān)測(cè)為例傳 統(tǒng)的監(jiān)測(cè)方式是利用電子探測(cè)器啟可以探測(cè)到S F 6氣體泄漏后發(fā)射的聲信號(hào)然后進(jìn)行定位。這種方法有著一定的缺陷不能精準(zhǔn)定位。目前CLP P使用了新式監(jiān)測(cè)方法運(yùn)用激光成像技術(shù)，使S F 6氣體可視化 泄漏的S F 6氣體可以再視頻上呈“黑煙”圖像使泄漏點(diǎn)精準(zhǔn)定位。

帶電檢測(cè)及在線(xiàn)監(jiān)測(cè)由于可不停電監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)已經(jīng)在國(guó)內(nèi)大量 應(yīng)用，然而新式監(jiān)測(cè)方法的應(yīng)用效果并不理想，有人針對(duì)已投入使用的在線(xiàn)監(jiān)測(cè)設(shè)備。金屬氧化物避雷器、變壓器本體、電容型設(shè)備、斷路器四種設(shè)備進(jìn)行調(diào)查統(tǒng)計(jì)。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)變壓器本體投入使用的臺(tái)數(shù)為85 0臺(tái)監(jiān)測(cè)警報(bào)成功的次數(shù)只有3 0次，然而監(jiān)測(cè)設(shè)備自身發(fā) 生故障就有4 0 0余次；電容型設(shè)備在監(jiān)測(cè)警報(bào)上沒(méi)有作用，對(duì)于正在使用的15 0 0臺(tái)左右機(jī)器來(lái)說(shuō)，有1 3 %的機(jī)器自身存在故障淇余的調(diào)查對(duì)象都存在著這種現(xiàn)象。

4 研究意義

輸變電設(shè)備在整個(gè)電網(wǎng)的運(yùn)行中處于核心地位，然而由于輸變 電設(shè)備本身投資回報(bào)率低，導(dǎo)致投資商更樂(lè)于投資電廠，關(guān)注電廠運(yùn)營(yíng)情況，而疏于對(duì)輸變電設(shè)備的關(guān)注，使設(shè)備老化、陳舊引發(fā)災(zāi)難性 的停電事故。 由此可見(jiàn)輸變電設(shè)備已經(jīng)成為了電網(wǎng)安全運(yùn)行的主要影響因素，現(xiàn)如今對(duì)輸變電設(shè)備的關(guān)注卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，在相應(yīng)的科研技 術(shù)投資上達(dá)不到應(yīng)有的要求技術(shù)水平還很落后。

5結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了充分保障電網(wǎng)的安全運(yùn)行，必須全面了解并及時(shí)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(cè)技術(shù)高效運(yùn)用于電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)中。輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的技術(shù)輸變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)手段主要包括在線(xiàn)監(jiān)測(cè)、離線(xiàn)監(jiān)測(cè)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(cè)手段，其中在線(xiàn)監(jiān)測(cè)是目前最為常用的技術(shù)手段。

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