带电检测技术在变电运维中的应用

带电检测技术在变电运维中的应用

(国网银川供电公司宁夏银川750021)

摘要:现行的设备检修是基于周期的停电检修模式已不能满足当今电网发展要求,而电力设备带电检测技术可实现输、变、配电设备在运条件下的状态诊断、缺陷部位的精确定位、缺陷程度的定量分析,能适时检修缺陷,预防设备事故发生,提高运行的安全可靠性,延长检修周期,提高设备利用系数,延长设备使用寿命,对避免设备事故具有重要意义。

关键词:带电检测;变电运维;应用;分析

1导言

随着我国社会经济的快速发展,人们的生活水平不断提高,因此对于电力系统提出了更高的要求,在保证供电量的同时也需保证供电质量。为此我国加大了电力系统建设力度,在扩大建设规模的同时也积极引进新型检测技术对系统运行状态进行实时观测。电力系统主要包括发电、变电、输电以及配电四个部分,而变电运维对电力系统运行质量有着决定性影响,为此需要对变电进行实时监控,并引用先进技术保证监测质量。带电检测技术的应用对于变电运维工作有着重要影响,需加强研究。

2带电检测技术概述

2.1超声波局部放电检测

电力设备的绝缘系统中,只有部分区域发生放电,而没有贯穿施加电压的导体之间,即尚未击穿,这种现象称之为局部放电。局部放电伴随有爆裂状的声发射,产生超声波,且很快向四周介质传播。通过安装在电力设备外壁上的超声波传感器,将超声波信号转换为电信号,就能对设备的局部放电水平进行测量。其主要对频率介于20一2O0kHz区间的声信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。

2.2高频局部放电检测

高频局部放电检测技术是指对频率介于3-3OMHz区间的局部放电信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。

2.3特高频局部放电检测

电力设备绝缘体中绝缘强度和击穿场强都很高,当局部放电在很小的范围内发生时,击穿过程很快,将产生很陡的脉冲电流,其上升时间小于Ins,并激发频率高达数GHz的电磁波。其主要对频率介于300-300OMHz区间的局部放电信号进行采集、分析、判断的一种检测方法。由于现场的晕干扰主要集中在300MHz频段以下,因此特高频法能有效地避开现场的电晕等干扰,具有较高的灵敏度和抗干扰能力,可实现局部放电带电检测、定位以及缺陷类型识别等优点。

2.4红外热像检测

红外热像检测是通过对运行设备温度场的分析和热像图谱的研究,提出设备故障性质和故障点,也就是利用设备呈现的表面局部过热或异常,揭示设备故障的根源,从而使部分事故检修转为预见性检修。

3变电运维带电检测技术优势

变电运维带电检测技术的应用可以发现人眼以及耳朵不能发现的问题,且可以提前发现变电运维中存在的安全隐患,检测流程如图1所示。针对检测中存在的问题进行带电作业处理,可在一定程度上保证变电设备处于健康状态。首先,带电检测的进行无需停电,不会对周边居民生活和工厂生产造成影响,且检测操作便捷、安全。设备监测工作可以与日常巡视工作同步进行,保证在设备安全运行的同时避免因为停电给用电客户带来用电问题,这为电力用户带来了极大的便利;其次,检测设备的运行状态,例如可对绝缘的缺陷度进行检测和诊断。很多变电站设备若处于运行状态下则不能对其检测状态进行判断,处于运行状态也不能靠近,安全隐患难以发现。巡检仪的使用便可对绝缘缺陷进行检查,收集检测数据并直接生成数据文档,便于管理与分析。然后,试验周期也可对设备运行状态进行调整,这样便可及时发现绝缘隐患,了解设备缺陷的实际情况以及变化趋势。

4带电检测技术在变电运维中的应用

4.1脉冲电流法

就目前而言,脉冲电流法的最广泛应用的局部放电检测方法,IEC-270的相关标准具体化了工频交流下局部放电的测试操作,另外,该方法对于直流条件下的局部放电检测依然适用。根据脉冲电流法的基本测试回路,改检测方法可分为直接法和平衡法两种。其中直接法分为串联和并联两种。

4.2红外检测技术

红外检测技术建立在带电设备的致热效应基础上,利用特定的仪器获取设备表面发出的红外辐射信息,从而根据辐射信息判断辐射值是否有偏差,进而对设备的运行状况进行判断,并找出缺陷的根本所在。该技术由于采取特定仪器获取辐射信息,因此不需停电,而且能够远距离的高效分析红外辐射信息,这些优点使得红外检测技术在电力设备带电检测中应用价值高。红外成像仪集软、硬件于一体,稳定性好,探测距离远、功能可靠。该设备能够对被测目标发出的红外辐射信号进行放大处理,并将之转换成标准视频信号,然后通过自带的监测器实时显示被检测设备的热像图,通过对图像的分析来判断设备是否出现缺陷或故障。该图像不仅能够用图片格式存放,同时更可以利用电脑软件进一步分析,最终编制分析报告。但红外检测技术在实际检测过程中也具有其一定的局限和操作要求:一是阳光或者照明设备等光源会对测量带来很大影响,因此要求检测在无雨、雾的夜晚进行;二是热像图的捕捉和分析要严格根据设备特点,并结合实际情况进行分析。

4.3无线电干扰电压法

电晕放电的情况下会产生电磁波,而这种电磁波能够通过无线电干扰电压表来进行检测,从而对电气设备的局部放电进行检测,国外目前仍有通过无线电干扰电压表来进行检测局部放电,而在国内常用射频传感器检测是否存在局部放电,所以这种检测方法在国内又叫射频检测法一般常用电容传感器、Rogowski线圈电流传感器和射频天线传感器等。Rogowski线圈电流传感器发源于20世纪80年代的英国,1996年吴广宁等人对该传感器进行了不少改进,设计出宽频电流传感器,这种传感器能够对大型电机局部放电进行在线监测,具有很强的实用性,并获得了国家专利,这种在线检测传感器被应用在陕西秦岭发电厂、兰州西固热电厂;此传感器后来被用于大型汽轮发电机-变压器组,并在元宝山发电厂的运用中取得良好的效果。RIV方法不仅能定性检测局部放电现象,亦可通过电磁信号强弱对电机线棒和无屏蔽层的长电缆进行局部放电定位;Rogowski线圈传感器在实际运用中能够定量检测放电强度,且具有多达30MHz的测试频带,因此实用价值大。

4.4超高频(UHF)局部放电检测技术

测试仪器的1GHz测量频带成为现实之后,这种强大功率的测试仪器能够成功测试出GIS中的初始局部放电脉冲。在此强大的频带下,可通过衰减噪声信号的方式降低噪声对放电检测的影响,从而更大限度的再现局部放电脉冲,以此深化对局部放电的机理研究。根据频带的宽窄,可分为超高频窄带检测、宽频带检测。前者中心频率高达500MHz,带宽MHz,后者带宽可达GHz。由于超高频超宽频带检测技术能够对噪声起到明显的抑制作用,同时又具有信息量大的优点,因而使用较多。

5结论

综上所述,变电设备的正常运行对于电力系统运行质量的保证有着重要意义,其对于保证日常生产生活供电和提供高质量的电能也有决定性作用。为此需要强化电力设备的检测,并采用适宜的检测技术保证检测结果准确,为故障排除和处理奠定基础。带电检测是当前较为常见的检测措施,为保证检测质量,需依据检测历史数据和实际情况对检测过程中进行监控,以维护电网的正常运行。

参考文献:

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