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        電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測監(jiān)盤技術(shù)研究與案例分析

        2020-08-31 05:42:24李蘭茵歐曉妹涂琬婧賴艷珊
        機(jī)電信息 2020年20期
        關(guān)鍵詞:在線監(jiān)測案例分析電氣設(shè)備

        李蘭茵 歐曉妹 涂琬婧 賴艷珊

        摘要:介紹了電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測的種類、周期及監(jiān)盤流程,闡述了調(diào)度自動化系統(tǒng)、生產(chǎn)監(jiān)控指揮系統(tǒng)的監(jiān)盤操作方法,并結(jié)合實際案例分析,證明了在線監(jiān)測監(jiān)盤技術(shù)在電氣設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中的重要作用。

        關(guān)鍵詞:電氣設(shè)備;在線監(jiān)測;監(jiān)盤操作;案例分析

        0 引言

        為了確保電力設(shè)施的安全正常運行,供電公司開展電氣設(shè)備的預(yù)防性試驗尤為重要[1]。隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,電氣設(shè)備數(shù)量驟增,工作人員在現(xiàn)場進(jìn)行設(shè)備檢查、試驗工作時存在周期長、風(fēng)險大等問題。基于此,運行人員通過在線監(jiān)測裝置反映電氣設(shè)備運行狀態(tài),定期開展監(jiān)盤工作,可鎖定異常電氣設(shè)備或監(jiān)測裝置,有針對性地處理設(shè)備缺陷,減輕現(xiàn)場作業(yè)人員負(fù)擔(dān),提升工作效率。

        1 電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測

        1.1? ? 在線監(jiān)測種類及周期

        目前常見的電氣設(shè)備監(jiān)盤涉及CVT(電容式電壓互感器)二次電壓、變壓器電抗器油色譜、變壓器鐵芯電流、套管絕緣、中性點直流、避雷器阻性電流、GIS局放七大類在線監(jiān)測項目。根據(jù)業(yè)務(wù)實際情況,明確監(jiān)盤周期,其中,CVT二次電壓為每月一次,變壓器中性點直流為半月一次,變壓器鐵芯電流、避雷器阻性電流為一周一次,變壓器電抗器油色譜、變壓器套管絕緣、GIS局放為每天一次。此外,對于電網(wǎng)風(fēng)險聯(lián)動設(shè)備管控刀閘的監(jiān)盤為操作前后各一次;特殊節(jié)假日保供電啟動當(dāng)日,主要節(jié)日前、保供電結(jié)束時各監(jiān)盤一次。

        1.2? ? 在線監(jiān)測監(jiān)盤流程

        監(jiān)盤人員在對設(shè)備在線監(jiān)測裝置監(jiān)盤過程中發(fā)現(xiàn)異常時,初步判斷其屬于通信異常、裝置異常還是數(shù)據(jù)異常并上報班長,班長核查后將結(jié)果反饋至專責(zé),必要時派人到站配合工作。專責(zé)根據(jù)被監(jiān)測設(shè)備可能存在的缺陷,組織相關(guān)人員開展進(jìn)一步分析,核實情況是否屬實,并填寫缺陷單上報安全生產(chǎn)分部。若確認(rèn)該異常由監(jiān)測裝置故障引起,班組及時對裝置進(jìn)行維護(hù);若確認(rèn)該異常由設(shè)備故障引起,聯(lián)系相關(guān)部門進(jìn)行消缺。

        2 在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)盤操作

        2.1? ? 調(diào)度自動化(EMS)系統(tǒng)

        EMS系統(tǒng)不僅對主站運行情況進(jìn)行實時監(jiān)督,還對二次設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測[2]。EMS系統(tǒng)中的CVT在線監(jiān)測,根據(jù)一次電壓值反映二次電壓值的變化來確定故障類型。

        對于CVT監(jiān)盤,首先是縱向?qū)Ρ?,EMS系統(tǒng)每15 min獲取1次數(shù)據(jù),連續(xù)8次超過電壓限值時告警。根據(jù)設(shè)備電壓等級設(shè)置限值,110 kV等級相/線電壓波動范圍為-10%~10%;220 kV等級相電壓波動范圍為-5%~5%;220 kV等級線電壓、500 kV等級相/線電壓波動范圍為-3%~4%。其次是橫向相間比較,110 kV設(shè)備相電壓偏差>2%,110 kV、220 kV、500 kV設(shè)備線電壓和220 kV、500 kV設(shè)備相電壓偏差>1%時告警;對于有匯流母線的110 kV設(shè)備相/線電壓偏離平均值>2%,220 kV設(shè)備相/線電壓偏離平均值>1.5%,500 kV設(shè)備相/線電壓偏離平均值>1%時告警;對于無匯流母線的110 kV、220 kV、500 kV設(shè)備相/線電壓,根據(jù)設(shè)備狀態(tài)與母線電壓或線路對側(cè)電壓相比絕對值差>2%時告警。最后查看歷史曲線是否存在突變,查詢開關(guān)動作信息,判斷異常并上報。

        EMS系統(tǒng)可根據(jù)廠站圖查詢變壓器中性點直流的日、月曲線波動,近一個月內(nèi)數(shù)據(jù)超過10 A的天數(shù)應(yīng)不多于3天,初步判斷設(shè)備是否存在異常,并通知運維部門檢查變壓器是否存在局部過熱、噪聲過大、振動加劇等缺陷[3]。

        2.2? ? 生產(chǎn)監(jiān)控指揮系統(tǒng)

        生產(chǎn)監(jiān)控指揮系統(tǒng)將在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總,對于設(shè)備狀態(tài)一目了然。

        變壓器電抗器油色譜在線監(jiān)測除包含以離線、數(shù)據(jù)更新異常、數(shù)據(jù)亂碼為主的裝置異常外,還重點關(guān)注運行設(shè)備的油中溶解氣體含量超標(biāo)問題,總烴、氫氣限值為150 μL/L,500 kV及以上設(shè)備的乙炔限值為1 μL/L;35~220 kV設(shè)備的乙炔限值為5 μL/L。監(jiān)控人員應(yīng)重點關(guān)注溶解氣體含量逐步增加的設(shè)備。

        變壓器鐵芯電流監(jiān)測裝置套裝在鐵芯接地線上獲取數(shù)據(jù),與變壓器無電氣連接[4],鐵芯電流過大會引發(fā)鐵芯局部過熱,當(dāng)監(jiān)測值≥100 mA或監(jiān)測值≤300 mA時應(yīng)引起人員關(guān)注;監(jiān)測值>300 mA時告警。

        變壓器套管外表面為陶瓷,內(nèi)部為充油膜紙絕緣結(jié)構(gòu),個別電容層的擊穿會導(dǎo)致總的電容量偏大,與初始值相比電容量不能大于±5%;當(dāng)全電流監(jiān)測值≥100%初始值時告警;220 kV、500 kV電壓等級設(shè)備的介質(zhì)損耗因數(shù)不能大于0.8%;35 kV、110 kV電壓等級的介質(zhì)損耗因數(shù)不能大于1%。

        避雷器阻性電流在線監(jiān)測電流值,阻性電流的加大導(dǎo)致設(shè)備發(fā)熱,加速設(shè)備老化,嚴(yán)重時可能會引發(fā)爆炸[5],當(dāng)阻性電流值≥50%初始值或全電流值≥100%初始值時告警。

        GIS局放監(jiān)測裝置設(shè)定輕微放電、存在放電、放電明顯以及嚴(yán)重放電參數(shù)范圍,同一天內(nèi)10次告警則表明該間隔存在局放;放電強度為-100 mV或放電強度均值為-100 mV,并且和之前數(shù)據(jù)相比突然變?yōu)?100 mV且持續(xù)一星期左右則表明傳感器異常。

        3 案例分析

        案例一:CVT二次電壓在線監(jiān)測監(jiān)盤。

        2015年11月24日,某220 kV變電站110 kV高仙線配合對側(cè)某110 kV變電站126備自投跳位回路整改,該220 kV變電站側(cè)CVT未進(jìn)行試驗,2015年11月25日送電后發(fā)生電壓跌落現(xiàn)象,電壓從停電前的65 kV跌落至送電后的60 kV,偏差達(dá)到-7.7%,此后電壓未發(fā)生明顯波動,高仙線CVT監(jiān)測曲線如圖1所示。與同段母線線路比較,停電前電壓基本一致,送電后電壓偏差達(dá)到-7.7%?,F(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn),熔斷器底座有少許銹跡,旋轉(zhuǎn)數(shù)次并擰緊后,后臺顯示電壓恢復(fù)正常。

        案例二:變壓器油色譜在線監(jiān)測監(jiān)盤。

        2019年1月底,某220 kV變電站變壓器油中乙炔含量大幅增加并超過限值,如圖2(a)所示。通過設(shè)備離線測試發(fā)現(xiàn)情況與在線監(jiān)測結(jié)果基本一致,經(jīng)查詢,乙炔增加前后全站均沒有相關(guān)操作,且天氣良好,不存在操作過電壓和雷電過電壓等影響因素。最終制定監(jiān)盤追蹤計劃,2019年3月中旬乙炔含量低于限值并穩(wěn)定降低,如圖2(b)所示。

        4 結(jié)語

        在線監(jiān)測監(jiān)盤技術(shù)已成為運行人員對電氣設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的重要手段,通過實時監(jiān)測、預(yù)判缺陷、告警及診斷維護(hù)功能,不僅節(jié)省了人力、物力、財力,還高效及時地修復(fù)了設(shè)備缺陷,確保了電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 陳化鋼.電力設(shè)備預(yù)防性試驗方法及診斷技術(shù)[M].2版.北京:中國水利水電出版社,2009.

        [2] 溫柏堅,俞斌,白峪豪,等.廣東電網(wǎng)新一代調(diào)度自動化技術(shù)支持系統(tǒng)總體方案研究[J].南方電網(wǎng)技術(shù),2011(1):18-21.

        [3] 陳賢.變壓器中性點直流電流影響及抑制措施[J].企業(yè)導(dǎo)報,2015(20):134-135.

        [4] 康鑫.變壓器鐵芯電流監(jiān)測裝置的開發(fā)與應(yīng)用[D].保定:華北電力大學(xué),2014.

        [5] 李題印,毛春琴.金屬氧化物避雷器阻性電流在線監(jiān)測裝置[J].農(nóng)網(wǎng)電氣化,2012(5):43-44.

        收稿日期:2020-06-09

        作者簡介:李蘭茵(1995—),女,黑龍江牡丹江人,助理工程師,研究方向:設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測。

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