关于变电设备状态评价管理的探讨论文_苏同斐,李红刚,宋曙光

(国网滨州供电公司 256600)

摘要:变电设备状态评价是以设备状态数据为基础的综合体系,其核心是设备状态信息的准确获取。目前,获取设备状态信息的主要手段有设备巡检、例行试验、带电检测和在线监测。随着传感器技术、在线诊断技术的不断发展,带电检测和在线监测越来越重要。文章从健全带电检测和在线监测体系等方面总结了变电设备状态检修工作中的典型做法,有效解决了电网检修工作中的难题。

关键词:变电设备;状态评价;管理

一、设备状态信息获取现状

1.1设备状态检测盲区

传统的输电线路状态信息获取主要依赖于周期巡视,近年来,输电线路在线监测新技术得到进一步发展,并逐步开始在电网中应用,在线监测主要内容包括导线弧垂、温度、覆冰,线路微气象,杆塔倾斜程度等信息。获取这些状态参数可以有效掌握线路运行状态,但对线路检修的指导意义有限。相对于输电线路,变电设备的状态评价发展相对成熟。变电设备状态信息的获取不仅手段丰富,而且更有针对性。但同样存在盲区,主变压器套管、穿墙套管、CVT等容性设备的介质损耗因数、电容量等状态信息获取还必须依赖停电试验。

1.2设备信息利用率低

设备状态信息数据格式多种多样,局部放电测量信息是包含时域信息的三维图像,红外图谱为二维平面图像,例行试验、大部分带电测试项目的信息为单一或多个数值,巡检信息多为简单的是否判定。如何利用各类数据信息进行设备状态的综合判定是设备状态评价最关键的问题。目前的状态评价流程中,均将三维或二维的信息简化成单一的数据量,然后根据评价细则确定是否存在扣分项。

二、健全带电检测、在线监测体系

变电设备典型参数的带电检测是设备状态评价数据的重要来源之一,为更全面地评估设备整体状态,扩大重点设备带电检测指标范围,通过检测更多的典型参数,全方位、多角度地掌握设备的健康情况,进一步提高设备状态评价的准确性。

2.1开展差异化油气试验

变压器安全运行是变电站所有变电设备安全运行的基础,目前已有多种手段获取设备状态信息。目前开展最广泛的是主变压器绝缘油中溶解气体的在线监测工作,一些现场监测装置精度已接近试验室测试精度,绝缘油中溶解气体分析能可靠发现主变压器内部的过热缺陷和电弧放电现象。

为更精确地掌握变压器运行状态,开展了差异化油气试验并形成长效运行机制。对于具备条件可在变电站现场完成变压器绝缘油中溶解气体分析、油介电强度、油介质损耗、油微水、油酸值测试等试验项目,按照试验周期可结合其他工作在现场完成试验;对于运行时间较长的变压器逐步缩短试验周期,建立试验数据记录分析台帐,覆盖了目前规程中所有运行中变压器油检测的常规试验项目。结合其他手段的试验数据,切实提高了主变状态评估的准确性。

2.2高压容性设备测试

在变电站高压设备中,CVT、套管等容性设备约占设备总数量的40%~50%,目前,对套管类设备本体绝缘情况的判断只能通过停电例行试验进行,尚无有效的带电测试手段。为解决容性设备的带电测试、在线监测问题,各类设备厂家、高校均有样式众多的检测设备和装置成品。但容性设备的带电测试并未像绝缘油色谱在线监测系统那样得到大规模推广应用,其根本原因在于装置的可靠性不足。将套管末屏接地点引至安全位置是开展容性设备带电测试的前提,改变末屏接地点存在一定的安全风险,末屏接地点虚接引起的悬浮电位严重威胁套管的安全运行,末屏与接地点之间的环节越多风险越大。

为实现末屏电流的零损耗获取,首先根据不同的容性设备末屏设计可靠的连接结构,能够达到无缝连接,在不影响被检对象性能的前提下实现末屏接地电流的“零损耗”测量。为了保障状态监测数据的准确性,分别对穿墙套管、主变压器高中压套管开展了末屏下引工作。通过实施末屏下引工程,为高压电容型设备带电检测工作的开展提供了必要的测试条件,为设备状态评价提供了丰富、精确的数据支持,解决了目前带电测试工作中的瓶颈,对于整个电网状态检修水平的提高具有重要意义。

2.3设备在线监测系统安装

在线监测装置直接安装在电力设备上,可实时记录表征设备运行状态特征量的测量,实时跟踪重要设备典型运行参数的变化,对于提前发现设备缺陷有着重要作用。电力设备整个寿命周期内可靠性的变化规律如图1所示,实践证明大多数设备的故障率是时间的函数,具备明显的阶段性特征,被称为“浴盆曲线”。

早期失效期是由于设计、原材料和制造过程中的缺陷造成的。为可靠掌握此类新设备的健康状态,对设备可能出现的故障缺陷进行提前干预,在220kV变电站安装了主变压器油色谱分析在线监测系统,并接入电力内部数据网,所有处于电力内部数据网的用户均可获取主变压器色谱分析数据。处于损耗期的电力设备,由于磨损、疲劳、老化等因素,设备故障率成上升趋势,为及时发现设备缺陷隐患,有效延长设备使用寿命,对此类重点设备安装了在线监测系统。为充分利用设备状态信息,建立了设备信息综合处理系统,设备信息数据主要包括例行试验数据、专业化巡检数据、带电测试数据和在线监测数据。设备信息综合处理系统将各类设备的多种信息进行归一化处理,充分利用逐渐成熟的专家知识库、模糊识别等数据处理技术,提取有效特征量。

三、状态检修闭环管理

为更好地进行设备状态评价,按年度制定带电检测和在线监测计划,公司运检部根据需要对计划进行修订、审批,经过平衡调整后下发至班组,班组完成相应工作后进行数据录入工作。在PMS系统中,按照国家电网公司状态检修评价导则的规定完成班组初评,给出处理建议和检修策略,公司对班组初评进行审核,必要时进行三级评价。完成所有设备的状态评价后,编制年度停电检修计划,根据检修策略制定检修计划,如某设备未能按计划进行停电检修,运检部在下次计划审核时有针对性地加强该设备的带电测试或在线监测,对虽完成检修但工作质量评价不达标的设备,由公司调整相应检测计划。状态评价管理流程如图2所示。

闭环式变电设备状态评价的开展,使设备运行状态得以准确及时地反映,让电网运行人员掌握设备故障的风险等级,及时做出停电检修、技术改造、设备更换等合理措施,防患于未然,有效预防设备故障,提高供电可靠性,大大减少因设备故障所带来的经济损失。面对越来越多的变电设备及检修任务,该管理方法已显示出强大的优越性和实用性。

结语

变电设备数目的日益增多和运行条件的日益复杂是电网检修工作的现状,而用户越来越高的供电可靠性要求更是电网检修必须解决的难题,充分利用带电检测、在线监测技术,构建了闭环式变电设备的评价与管理,有效解决电网检修工作量大与用户供电可靠性高要求之间的矛盾。

参考文献:

[1]何凯.虚拟仪器测量系统中的信号采集与处理[J].仪表技术与传感器.2011

[2]刘守明.基于知识库的电力变压器故障诊断专家系统[J].计算机测量与控制.2011

作者简介:

苏同斐;女(1987.2)单位;国网滨州供电公司 助理工程师

李红刚;男(1987.8)单位;国网滨州供电公司 助理工程师

宋曙光;男(1985.11)单位;国网滨州供电公司 工程师 邮编

论文作者:苏同斐,李红刚,宋曙光

论文发表刊物:《电力设备》2015年8期供稿

论文发表时间:2016/3/11

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