變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)診斷及運(yùn)維檢修分析

戚滿順

摘? 要：變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)不完善問題嚴(yán)峻，因此必須立足于變電站一次設(shè)備工程，采用現(xiàn)代信息技術(shù)提取設(shè)備參數(shù)，以此確保在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)診斷和運(yùn)維檢修的實(shí)效性，為社會(huì)提供優(yōu)質(zhì)的電力服務(wù)。

關(guān)鍵詞：變電站一次設(shè)備;在線監(jiān)測(cè);數(shù)據(jù)診斷;運(yùn)維檢修

中圖分類號(hào)：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ?文章編號(hào)：2095-2945（2020）36-0189-02

Abstract： The problem of imperfect on-line monitoring of primary equipment in substation is serious， so we must be based on the project of primary equipment in substation and use modern information technology to extract equipment parameters， so as to ensure the effectiveness of on-line monitoring data diagnosis and operation and maintenance. To provide high-quality power services for the society.

Keywords： substation primary equipment; on-line monitoring; data diagnosis; operation and maintenance

電氣一次設(shè)備屬于變電站的重要組成，對(duì)變電站工作效率及運(yùn)行效益的影響較大，所以必須確保變電站一次設(shè)備運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，這樣才可以確保整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行效果。注重變電站一次設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，做好檢修維護(hù)處理，不僅可以消除設(shè)備運(yùn)行的安全隱患，還可以維護(hù)設(shè)備的正?；?，有效延長設(shè)備使用年限，有助于推動(dòng)智能電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展。

1 變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)類別

1.1 油色譜在線監(jiān)測(cè)

變壓器屬于油浸設(shè)備，因此可以采用油色譜在線監(jiān)測(cè)方法，通過色譜分析法，對(duì)油液中的溶解氣體組分與水含量進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。溶解氣體主要包括一氧化碳、氫氣和甲烷等。同時(shí)可以擴(kuò)展監(jiān)測(cè)二氧化碳。按照監(jiān)測(cè)器體色譜分析結(jié)果，采用大衛(wèi)三角法對(duì)變壓器運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行判斷。油浸設(shè)備應(yīng)當(dāng)滿足色譜法取樣要求，且油路管路的密封性良好。在線監(jiān)測(cè)產(chǎn)品通過差壓泵吸方式獲取油樣品，同時(shí)在不停電條件下更新載氣，不會(huì)影響設(shè)備密封性能。

1.2 特高頻局放在線監(jiān)測(cè)

電氣設(shè)備會(huì)產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象，伴有電磁輻射、超聲震動(dòng)、熱輻射等現(xiàn)象。正負(fù)電荷中和之后可以產(chǎn)生電流動(dòng)脈沖輻射電磁波，采用耦合傳感器可以檢測(cè)此種電磁波，整個(gè)檢測(cè)頻段比較高，并且可以實(shí)現(xiàn)抗感染效果。SF6氣體具備較高絕緣強(qiáng)度和擊穿場強(qiáng)，局部放電擊穿過程非?？欤⑶視?huì)產(chǎn)生大電流和電磁波頻率。處于特高頻段的電磁波會(huì)在設(shè)備接地金屬位置被屏蔽，然而卻可以透過瓷瓶和絕緣盆子。當(dāng)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)獲取到電磁波脈沖信號(hào)之后，可以記錄脈沖及幅值在公共頻同步信號(hào)的相位角，采用專業(yè)分析工具對(duì)故障類型進(jìn)行判斷。

1.3 容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)

當(dāng)設(shè)備具備電容屏分壓絕緣功能時(shí)，可以充分發(fā)揮出絕緣性能。容性設(shè)備在線監(jiān)測(cè)依賴于傳感器，以此獲得容性絕緣末屏入地電流，在線監(jiān)測(cè)容性絕緣電容與介質(zhì)損耗。由于某些二次電壓較差的影響較大，從而導(dǎo)致介質(zhì)損耗無法通過絕對(duì)值判斷，需要采用矯正方式進(jìn)行橫縱向?qū)Ρ取?/p>

1.4 SF6設(shè)備氣體在線監(jiān)測(cè)

SF6氣體在電弧放電及局部放電條件下會(huì)產(chǎn)生不同組分氣體，整個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程比較復(fù)雜。采用電解質(zhì)傳感器能夠?qū)F6分解物進(jìn)行檢測(cè)，以此明確設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)。采用化學(xué)氣敏元件能夠選擇性俘獲不同分子結(jié)構(gòu)，電參數(shù)變化特性，可以實(shí)現(xiàn)SF6氣體的在線監(jiān)測(cè)。

1.5 開關(guān)柜溫度在線監(jiān)測(cè)

在監(jiān)測(cè)開關(guān)柜溫度時(shí)，可以應(yīng)用聲表面波傳感器。該類傳感器無線無源不會(huì)受到障礙物影響，可以有效監(jiān)測(cè)開關(guān)柜內(nèi)部元器件，監(jiān)測(cè)時(shí)不會(huì)受到絕緣條件限制。

2 變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的檢修運(yùn)維設(shè)計(jì)

為了在線監(jiān)測(cè)和評(píng)估變電站一次設(shè)備，包括避雷器、斷路器和變壓器設(shè)備，為檢修人員提供故障查找與處理依據(jù)，以此實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息共享。按照相關(guān)數(shù)據(jù)信息，優(yōu)化設(shè)計(jì)一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，圖1為該系統(tǒng)的總體框架。

2.1 非結(jié)構(gòu)化和結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)接口

在設(shè)計(jì)非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)接口時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)實(shí)現(xiàn)智能化電力設(shè)備運(yùn)檢系統(tǒng)、帶電監(jiān)測(cè)設(shè)備的數(shù)據(jù)信息交互，交互原理主要是按照不同監(jiān)測(cè)設(shè)備，將高壓作為監(jiān)測(cè)對(duì)象，以此讀取帶電檢測(cè)數(shù)據(jù)的非結(jié)構(gòu)化特征，此種方式主要是對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，同時(shí)將讀取數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到智能化運(yùn)行檢修與維護(hù)數(shù)據(jù)庫中，在后續(xù)運(yùn)行檢修維護(hù)時(shí)，可以隨時(shí)調(diào)用該類數(shù)據(jù)。在優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)接口時(shí)，也可以采用非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)接口的設(shè)計(jì)原理，在線監(jiān)測(cè)所獲得的數(shù)據(jù)、診斷運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)，均必須以數(shù)據(jù)庫作為基礎(chǔ)參照。

2.2 數(shù)據(jù)錄入

優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)接口之后，必須重新整理智能運(yùn)維檢修系統(tǒng)的缺陷與不足，同時(shí)更新系統(tǒng)數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)總體架構(gòu)中，檢修運(yùn)維系統(tǒng)數(shù)據(jù)屬于重要組成，可以為后期檢修與運(yùn)維工作提供數(shù)據(jù)參考。

2.3 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期

對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期來說，需要按照數(shù)據(jù)特點(diǎn)設(shè)定周期。對(duì)于短時(shí)數(shù)據(jù)來說，則需要將秒作為時(shí)間標(biāo)識(shí)，以此存儲(chǔ)短時(shí)性數(shù)據(jù)。對(duì)于周期比較長的數(shù)據(jù)來說，則需要以小時(shí)、天、年作為存儲(chǔ)單位。在具體運(yùn)行操作過程中，必須立足于實(shí)際情況，科學(xué)設(shè)定數(shù)據(jù)存儲(chǔ)周期。

2.4 數(shù)據(jù)預(yù)處理

電力人員在采集變電站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)時(shí)，極易受到重復(fù)信號(hào)、干擾信號(hào)和噪聲臟數(shù)據(jù)的影響，從而降低后續(xù)數(shù)據(jù)判斷與分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。所以電力人員應(yīng)當(dāng)對(duì)采集數(shù)據(jù)信息進(jìn)行預(yù)以處理，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析與處理奠定良好基礎(chǔ)。圖2為數(shù)據(jù)預(yù)處理圖。

3 變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的檢修與維護(hù)策略

通過優(yōu)化設(shè)計(jì)變電站一次設(shè)備在線數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，注重聯(lián)合變電站運(yùn)行狀態(tài)，全面做好預(yù)警消息推送、專家診斷分析處理、風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估等措施，以此提升數(shù)據(jù)的利用效率，實(shí)時(shí)共享相關(guān)數(shù)據(jù)信息，確保變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)診斷與運(yùn)維的有效性。

3.1 評(píng)估設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)，加大運(yùn)維檢修力度

為了確保設(shè)備檢修與運(yùn)維數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度，必須合理評(píng)估設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，注重評(píng)估一次設(shè)備的突發(fā)故障風(fēng)險(xiǎn)和磨損風(fēng)險(xiǎn)。在設(shè)備運(yùn)行期間，注重評(píng)估停運(yùn)故障所造成的風(fēng)險(xiǎn)。通過一系列評(píng)估數(shù)據(jù)，能夠?qū)︼L(fēng)險(xiǎn)存在點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確定位，以此確保設(shè)備檢修與維護(hù)的有效性。

此外，在變電站運(yùn)維檢修時(shí)，應(yīng)當(dāng)全面落實(shí)一次設(shè)備故障檢修，具體如下：第一，變壓器檢修措施。運(yùn)維檢修人員應(yīng)當(dāng)明確變壓器運(yùn)行狀態(tài)，以此掌握潛在故障隱患，確定出現(xiàn)故障的設(shè)備，以此降低安全事故率。運(yùn)維檢修人員可以采用在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)和超聲探頭工具，監(jiān)測(cè)異常放電響動(dòng)，以此明確變壓器絕緣性能。在維護(hù)和檢修變壓器設(shè)備時(shí)，注重檢查設(shè)備油溫和油質(zhì)，采用紅外線溫度檢測(cè)儀判斷油溫，同時(shí)確保油質(zhì)顏色正常，油面處于標(biāo)線位置。采用絕緣檢測(cè)儀可以明確變壓器支流絕緣情況，當(dāng)存在故障隱患時(shí)，必須進(jìn)行拆解維修，以此確保變壓器運(yùn)行效益。第二，斷路器檢修措施。運(yùn)維檢修人員注重檢測(cè)斷路器運(yùn)行狀態(tài)與潛在故障隱患，通過最低額定電壓判斷斷路器電磁鐵功能，重點(diǎn)檢測(cè)斷路器主回路導(dǎo)電電阻，掌握斷路器觸頭磨損狀態(tài)和接觸狀態(tài)。同時(shí)對(duì)斷路器滅弧室真空度進(jìn)行檢測(cè)，避免功能異常。第三，隔離開關(guān)檢修措施。在運(yùn)維檢修期間，檢修人員注重檢查隔離開關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)部位和動(dòng)靜接觸部位的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)加固松動(dòng)部位。當(dāng)隔離開關(guān)運(yùn)行期間產(chǎn)生腐蝕問題時(shí)，首先應(yīng)當(dāng)進(jìn)行清洗處理。若腐蝕問題比較嚴(yán)重，則應(yīng)當(dāng)更換隔離開關(guān)，維護(hù)變電站運(yùn)行的安全性與可靠性。

3.2 專家系統(tǒng)診斷

變電站一次設(shè)備的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)復(fù)雜度比較高，當(dāng)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的能力有限時(shí)，無法有效判斷綜合數(shù)據(jù)結(jié)果，此時(shí)就需要采用專家系統(tǒng)診斷方式進(jìn)行綜合化分析處理。結(jié)合在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)分析與專家判斷方式，可以明確設(shè)備檢修運(yùn)維的必要性，制定科學(xué)合理的運(yùn)維檢修方案。

3.3 移動(dòng)端預(yù)警消息推送

為了確保設(shè)備預(yù)警指標(biāo)數(shù)據(jù)的精確度，電力部門可以適當(dāng)推廣移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)，實(shí)時(shí)推送一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)警信息，為電力運(yùn)行維護(hù)人員提供信息參考，全面按照預(yù)警推送消息開展檢修與維護(hù)工作。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙宇皓，郝曉光，耿少博，等.智能變電站二次設(shè)備安全措施在線預(yù)演及防誤預(yù)警的研究與實(shí)現(xiàn)[J].電力科學(xué)與技術(shù)學(xué)報(bào)，2020，35（03）：173-178.

[2]樊銳軼，王大海，胡慶博，等.設(shè)備監(jiān)控信息大數(shù)據(jù)與設(shè)備模型的互校驗(yàn)及實(shí)用化事件分析[J].電力大數(shù)據(jù)，2020，23（03）：19-26.

[3]張叢叢，吳小娟，潘洪湘，等.基于SCD文件的智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫自動(dòng)生成方法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電力設(shè)備管理，2020，28（02）：135-137.

[4]莊建煌.基于合作博弈和云模型的智能變電站輸變電一次設(shè)備狀態(tài)評(píng)估[A].福建省電機(jī)工程學(xué)會(huì).福建省電機(jī)工程學(xué)會(huì)2018年學(xué)術(shù)年會(huì)獲獎(jiǎng)?wù)撐募痆C].福建省電機(jī)工程學(xué)會(huì)：福建省電機(jī)工程學(xué)會(huì)，2018：145-149.

[5]宋曉帆，樊慶玲，董平先，等.模塊化智能變電站智能組件與一次設(shè)備集成方案研究[J].集成電路應(yīng)用，2019，36（09）：76-77.

[6]阮寧毅.淺談變電站電氣一次設(shè)備安裝工程的質(zhì)量控制[A].《建筑科技與管理》組委會(huì).2019年4月建筑科技與管理學(xué)術(shù)交流會(huì)論文集[C].《建筑科技與管理》組委會(huì)：北京恒盛博雅國際文化交流中心，2019：66-67.