李蘭茵 歐曉妹 涂琬婧 賴艷珊
摘要:介紹了電氣設備狀態(tài)在線監(jiān)測的種類、周期及監(jiān)盤流程,闡述了調度自動化系統(tǒng)、生產監(jiān)控指揮系統(tǒng)的監(jiān)盤操作方法,并結合實際案例分析,證明了在線監(jiān)測監(jiān)盤技術在電氣設備狀態(tài)監(jiān)測中的重要作用。
關鍵詞:電氣設備;在線監(jiān)測;監(jiān)盤操作;案例分析
0 引言
為了確保電力設施的安全正常運行,供電公司開展電氣設備的預防性試驗尤為重要[1]。隨著電網規(guī)模的不斷擴大,電氣設備數量驟增,工作人員在現場進行設備檢查、試驗工作時存在周期長、風險大等問題?;诖耍\行人員通過在線監(jiān)測裝置反映電氣設備運行狀態(tài),定期開展監(jiān)盤工作,可鎖定異常電氣設備或監(jiān)測裝置,有針對性地處理設備缺陷,減輕現場作業(yè)人員負擔,提升工作效率。
1 電氣設備狀態(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。根據業(yè)務實際情況,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,對于電網風險聯(lián)動設備管控刀閘的監(jiān)盤為操作前后各一次;特殊節(jié)假日保供電啟動當日,主要節(jié)日前、保供電結束時各監(jiān)盤一次。
1.2? ? 在線監(jiān)測監(jiān)盤流程
監(jiān)盤人員在對設備在線監(jiān)測裝置監(jiān)盤過程中發(fā)現異常時,初步判斷其屬于通信異常、裝置異常還是數據異常并上報班長,班長核查后將結果反饋至專責,必要時派人到站配合工作。專責根據被監(jiān)測設備可能存在的缺陷,組織相關人員開展進一步分析,核實情況是否屬實,并填寫缺陷單上報安全生產分部。若確認該異常由監(jiān)測裝置故障引起,班組及時對裝置進行維護;若確認該異常由設備故障引起,聯(lián)系相關部門進行消缺。
2 在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)盤操作
2.1? ? 調度自動化(EMS)系統(tǒng)
EMS系統(tǒng)不僅對主站運行情況進行實時監(jiān)督,還對二次設備進行在線監(jiān)測[2]。EMS系統(tǒng)中的CVT在線監(jiān)測,根據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,首先是縱向對比,EMS系統(tǒng)每15 min獲取1次數據,連續(xù)8次超過電壓限值時告警。根據設備電壓等級設置限值,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設備相電壓偏差>2%,110 kV、220 kV、500 kV設備線電壓和220 kV、500 kV設備相電壓偏差>1%時告警;對于有匯流母線的110 kV設備相/線電壓偏離平均值>2%,220 kV設備相/線電壓偏離平均值>1.5%,500 kV設備相/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設備相/線電壓,根據設備狀態(tài)與母線電壓或線路對側電壓相比絕對值差>2%時告警。最后查看歷史曲線是否存在突變,查詢開關動作信息,判斷異常并上報。
EMS系統(tǒng)可根據廠站圖查詢變壓器中性點直流的日、月曲線波動,近一個月內數據超過10 A的天數應不多于3天,初步判斷設備是否存在異常,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? ? 生產監(jiān)控指揮系統(tǒng)
生產監(jiān)控指揮系統(tǒng)將在線監(jiān)測數據進行匯總,對于設備狀態(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、數據更新異常、數據亂碼為主的裝置異常外,還重點關注運行設備的油中溶解氣體含量超標問題,總烴、氫氣限值為150 μL/L,500 kV及以上設備的乙炔限值為1 μL/L;35~220 kV設備的乙炔限值為5 μL/L。監(jiān)控人員應重點關注溶解氣體含量逐步增加的設備。
變壓器鐵芯電流監(jiān)測裝置套裝在鐵芯接地線上獲取數據,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,當監(jiān)測值≥100 mA或監(jiān)測值≤300 mA時應引起人員關注;監(jiān)測值>300 mA時告警。
變壓器套管外表面為陶瓷,內部為充油膜紙絕緣結構,個別電容層的擊穿會導致總的電容量偏大,與初始值相比電容量不能大于±5%;當全電流監(jiān)測值≥100%初始值時告警;220 kV、500 kV電壓等級設備的介質損耗因數不能大于0.8%;35 kV、110 kV電壓等級的介質損耗因數不能大于1%。
避雷器阻性電流在線監(jiān)測電流值,阻性電流的加大導致設備發(fā)熱,加速設備老化,嚴重時可能會引發(fā)爆炸[5],當阻性電流值≥50%初始值或全電流值≥100%初始值時告警。
GIS局放監(jiān)測裝置設定輕微放電、存在放電、放電明顯以及嚴重放電參數范圍,同一天內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,并且和之前數據相比突然變?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高仙線配合對側某110 kV變電站126備自投跳位回路整改,該220 kV變電站側CVT未進行試驗,2015年11月25日送電后發(fā)生電壓跌落現象,電壓從停電前的65 kV跌落至送電后的60 kV,偏差達到-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,送電后電壓偏差達到-7.7%?,F場檢查發(fā)現,熔斷器底座有少許銹跡,旋轉數次并擰緊后,后臺顯示電壓恢復正常。
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。通過設備離線測試發(fā)現情況與在線監(jiān)測結果基本一致,經查詢,乙炔增加前后全站均沒有相關操作,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 結語
在線監(jiān)測監(jiān)盤技術已成為運行人員對電氣設備狀態(tài)進行監(jiān)測的重要手段,通過實時監(jiān)測、預判缺陷、告警及診斷維護功能,不僅節(jié)省了人力、物力、財力,還高效及時地修復了設備缺陷,確保了電網的安全穩(wěn)定運行。
[參考文獻]
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[2] 溫柏堅,俞斌,白峪豪,等.廣東電網新一代調度自動化技術支持系統(tǒng)總體方案研究[J].南方電網技術,2011(1):18-21.
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[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].農網電氣化,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:設備狀態(tài)在線監(jiān)測。