1特高压GIS局放在线检测技术的问题
特高压变电站在线检测过程中,检测到的频段信号会比较微弱,所以需要使用精确度非常好的仪器来进行检测,提高信号的获取能力,最重要的装置就是传感器等测量仪器,并且其抗干扰能力和稳定性能越大,获取微弱信号的能力就会越强。在线检测技术在实际的特高压变电站GIS局放中的应用主要存在以下几点问题:
1)误报率较高。通过对几个厂家的调查,发现局放在线检测装置经常会出现误报的现象,其频率大约是10次告警中只有1次告警是准确的。而且在1100kVGIS内部支撑绝缘子出现爆炸了,而运用的在线检测技术没有发生任何的报警,于是造成了严重的后果。在线检测技术在运用过程中的效果比较差,容易受到其他因素的影响,所以不能对实际的变电站状况进行高效的检测,从而导致误判率比较高。
2)传感器出现故障的频率高。GIS局放在线检测系统在使用过程中,经过相关部门的数据显示,传感器发生故障的频率高达81%,而且出现故障的地方都是内置传感器。在这种情况下,内置传感器出现故障是非常不容易维修的,所以使用在线检测技术时所需的设备利用率不高。
3)缺乏高水平的技术人员。特高压变电站中对局部放电进行判断是否出现故障时,需要有技术水平较高的专业人员,能够对在线检测技术进行熟练的了解、安装和应用,还要能够对相关装置的特点和参数进行了解,从而能够让在线检测技术发挥更好的应用效果。
2特高压变电站中GIS局放在线检测技术的提升措施
根据上述GIS局放在线检测技术存在的问题,需要采取一定的提升措施,使得在线监测技术运用更加的可靠,提高检测质量,从而可以提高GIS设备安稳运用。本文将从以下几个方面提出GIS局放在线检测技术的措施。
2.1提升UHF传感器安全可靠性
1)在线检测设备在装置过程中,尤其是外置式传感器要尤其注意,不能对主设备的屏蔽结构造成影响,另外在安装时还不能对GIS密封性能造成影响,所以在传感器安装完成之后,需要对其密封进行实验研究,以防出现密封不到位现象。
2)内置式传感器在安装时也需要尤其注意,在安装过程中不能对内部场强造成改变。所以需要提升安装工艺,并且根据相关的实验数据,能够确定最好的探入深度,从而减少场强倍率,还需要更具相关的实验方式检测其绝缘性能。
3)将传感器在安装时要能够接地,并且提高其输出接口的安全性能,当受到冲击电压时,输出电压是零。
2.2提升传感器稳定性和灵敏度
对特高压变电站进行检测时UHF传感器是非常重要的元件,提高在线检测技术的应用效果能够保障其长久稳定运用,技术的稳定性和灵敏度是关键所在。
1)每种不同类型的UHF传感器的灵敏度会受到很多因素的影响,所以需要对其进行全面的研究分析,从而选择一种最为合适的传感器,将其运用于检测系统中提高传感器灵敏度,要能够保证灵敏度小于5pC。
2)还需要对UHF传感器的安装方式进行研究,安装方式的好坏会直接影响灵敏度。另外,要选择合适的安装参数,传感器靠近筒壁的距离越近,灵敏度就会越高,在安装过程中需要按照类似这样的变化规律对传感器进行安装。
3)收集到UHF信号之后需要对其进行实验研究,研究其频谱分析,通过一定的方式抑制各种干扰。
2.3将移动带电和预制探头检测相结合使用
1)在运行的设备需要安装外置传感器,新投入的设备需要安装内置式传感器,另外,还需要将各种天线接口进行统一。
2)如果在线检测技术在使用过程中容易出现误报,可以将移动带电检测仪器和UHF在线检测装置进行相结合的使用,从而可以降低在线检测技术的误诊频率。
2.4提高在线检测技术的干扰能力
对软件进行升级,提高其分析能力,并且通过使用大量数据进行分析,然后使用不同的运算法则,提高PD信号的分类效果。还需要将不同因素的干扰移除,在检测过程中获取信号将不会受到干扰,从而提高获取信号的准确度。
3在线检测技术在变电站电气设备故障诊断中的应用
在线监测和停机检查相结合的方式是变电站进行电气设备检测的常用手段,红外检测凭借其远距离、不用直接接触、准确和实时等优点,在电气设备状态检测中得到广泛的应用。
3.1电气设备变压器内部故障的诊断
全封闭的变压器本体可用红外成像仪对变压器端盖因漏磁而引起的涡流损耗发热、轴承发热以及冷却系统局部不畅等缺陷进行检测和定位。对于故障可以采用在变压器绕组中加入电流,等到温升稳定后,记录绕组接头的热谱图,并对其进行分析,通过温升异常的接头来快速准确定位接触电阻偏大的绕组接头。
3.2高压电气设备内部导流回路故障的诊断
许多高压电气设备的内部导流回路因连接不良,接触电阻增大而出现过热。当改变负荷电流时,其发热功率和表面红外热像也随之改变。所以,通过红外热像,就可以分辨设备内部导流回路的连接故障。这类故障又可称为电流致热型故障。
3.3变压器故障的诊断
变压器正常的工作状态应该是:顶部是高温区,温度逐渐向下减弱;套管升高座附近温度最高;本体呈现一个明亮的红外热图像。通常采用以下方法判断是否出现过热故障:检查套管端部接点;比较三相套管表面温度是否均匀一致,以判断套管内部是否存在缺陷;散热器表面温度是否均匀,以判断油路的堵塞情况。
3.4高压电气设备内部绝缘故障的诊断
许多高压电气设备的内部绝缘由于密封不良,进水受潮,或者因绝缘介质老化导致电气绝缘性能下降,甚至会出现局部放电或击穿。此类故障的发热功率与运行电压有关,而与负荷电流大小无关。绝缘故障的外部特征,往往是表现为温度上高下低的热场分布。据此,可判定为设备出现相应的绝缘故障。这类故障又可称为电压致热型故障。
3.5隔离刀闸故障的诊断
隔离刀闸工作中的正常状态是:环境温度略高,三相均匀。判断其是否存在过热故障应注意:检查两端顶帽接点是否过热;检查由弹簧压接的刀口是否过热;是否支柱瓷瓶劣化使支柱瓷瓶整体温度升高。
3.6电流互感器故障的诊断
电流互感器工作中的正常状态是:因大电流,内部高温通过瓷套辐射出来,本体呈现出一个较高的温度区域;顶帽温度比瓷套表面温度略高。判断其是否存在过热故障应根据:因内部绕组匝间短路或介质损耗增大,均会引起本体温度升高,比较三相CT表面温度是否平衡以判断可能出现的内部缺陷;检查CT端部接点。
3.7其他故障的诊断
在电力系统中,故障现象还有以下几种可以通过红外热成像诊断出:铁磁损耗或涡流故障的诊断;电压分布异常和泄漏电流增大故障的诊断;油浸电气设备缺油故障的诊断;电力带电作业、安全工器具内部缺陷和金属导体接件的诊断;热力系统破损及漏热诊断等等
4.结语
随着电网的发展和特高压输电技术的不断完善,越来越多的特高压 GIS 设备投入运行, 对 GIS设备内部局放的检测将是确保设备安全稳定运行的重要条件。 尽管目前 GIS 局放在线监测系统仍存有部分误报率高、有效性差等问题,但对某些设备故障还是具备一定的预见性,对避免重大设备故障的发生具有参考意义,仍是今后的发展方向。通过采取相对应的提升措施,一方面提高在线监测技术的检测精度和抗干扰能力,另一方面结合移动式带电检测术,进行定期检测和发现告警时的及时检测,可有效发现和跟踪 GIS 局部放电故障,确保电网安全稳定运行。
参考文献
[1]刘德刚.红外诊断技术在电气设备状态检测中的研究与应用[D].济南:山东大学,2010.