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

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)模的不斷擴大，電氣設(shè)備數(shù)量驟增，工作人員在現(xiàn)場進行設(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(shè)備故障引起，聯(lián)系相關(guān)部門進行消缺。

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行實時監(jiān)督，還對二次設(shè)備進行在線監(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(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]

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[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。