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中图分类号:TM421 文献标识码:A
前言
我国经济建设正处于一个高速发展的时期,城乡工业发展迅速,环境污染也日益严重。伴随着输、配电网络的不断扩大,环境污染问题给输配电系统安全带来严重的影响。电网污闪事故发生的频率上升,事故的后果严重,往往造成多条线路、多个变电所失电,甚至引起系统振荡,从而造成电网瓦解,引起大面积停电,长时间停电,所造成的电量损失以及给国民经济带来的负面影响十分惊人。众多事故的发生给电力部门敲响了警钟,污闪事故已经成为威胁电网运行的主要的不安全因素之一。所以,分析影响输变电设备污闪放电的因素,寻找防止污闪发生的管理和技术措施,最大限度地减少污闪事故发生具有十分重要的意义。
污闪的原因
输变电设备的瓷瓶表面,受到固体、液体和气体导电物质的污染,在遇到雾、露和毛毛雨等湿润作用时,使污层电导增大,泄漏电流增加,产生局部放电,在运行电压下瓷件表面的局部放电发展成为电弧闪络,这种闪络称为污闪。
输变电设备污闪的形成与以下几个条件有关:绝缘子污秽层,湿润的气候条件和产生交互作用的电压。污秽层的形成成分火致包括空气中的粒子、自然界的盐碱及动物的粪便等。这些污秽物沉积在绝缘子的表面,在遇到干燥空气的情况下,污秽物的电阻比较大,不容易形成污闪;但当遇到毛毛雨、雾、露、雪等空气中的湿度较高的情况时,污秽物会被大气中的湿气湿润,表面的电导和泄漏电流相应地剧增,污秽物表面就会出现绝缘子污闪现象。
设备表面的污秽物刚受潮时,存在于表面的电流和电压分布还比较均匀。但由于污秽层的分布是不均匀的,受潮的程度也有所差别,使得污秽物表面的电阻不相等。电阻大的地方散发出来的热量就多,污秽层干的快,慢慢就形成了高电阻“干燥带”,然而当电流再次变小,高电阻干燥带又会受潮。因而高电阻干燥带几乎承受了污秽层表面所带的全部电压。这种情况下,一旦高电阻干燥带的场强超过了其所能承受的范围,就会发生辉光放电现象,通过的电流也会突然增加。电流增加产生的热量使干燥区域增加,即干燥区与放电间隙串联的电阻会相应减小。这样,电流加大而引起热效应使辉光放电转变为局部电弧放电。局部电弧放电向前发展,电弧两极接通形成污秽层表面的闪络。
从以上论述的污闪的发展过程我们可以知道,如果污秽物表而有潮湿的半导体时,污秽闪络就不再是简单的空气间隙击穿现象,而是脏污表面气体电离和局部电弧发展、熄灭、重燃、再发展的过程。由于形成污闪的过程是环环相扣的,因而,防止绝缘设备的污闪可以从控制其生成的其中几个环节下手解决。
三、污闪的解决措施
输变电设备的污闪是一个复杂的过程,是一种需要一定时间和一定电能聚集下的一种热击穿过程。污闪的三要素有:污秽源、雾与雨、工频电压。污闪的机理过程有四个阶段:绝缘子表面积污、绝缘子表面污层受潮、局部放电使表面干带形成、电弧形成,导致沿面闪络。绝缘子污闪的具体过程如下:绝缘子表面受潮后,污层湿润后变为导电层。在运行电压作用下,表面产生泄漏电流,产生焦耳热。在电流密度大、污层电阻高的局部区域烘干污层,称为干带。干带中断了泄漏电流,使作用电压集中形成高场强,而引起干带上空气击穿和泄漏电流的脉冲。干带上出现的放电与未烘干的污层电阻相串,当串联电阻较低而泄漏电流脉冲较高时,放电将转成电弧,其燃烧和持续发展将导致绝缘子两极间的闪络。针对输变电的污闪过程,在线路中采用以下几种有效地预防污闪事故的发生:
1、正确了解线路通过地区的大气污秽程度和污秽性质,正确划分各地区的污秽区,以便为防污闪工作提供可靠依据。
2、采用特制的防污绝缘子是防污最有效的办法之一。防污绝缘子有两个优点:一是双裙边爬距加大,可以增加爬电比距,以适应污区对爬电比距的要求。二是内裙边是—个斜平面,自沽性能好,不容易积污
3、提高清扫质量。定期或不定期地清扫瓷瓶是解决污秽闪络的一个比较被动的工作,瓷瓶表面的结垢很难清扫。在绝缘子配置不满足饱和污秽度的要求下,仍需合理安排人员,确保线路清扫质量。
4、更换不良和零值绝缘子,定期对绝缘子串进行绝缘检测,发现不良绝缘子和零值绝缘子,要及时更换。由于瓷绝缘子的材料和制造工艺等因素影响,造成其质量分散性很大;另一方面,因瓷质烧结体属不均匀材料,在长期的运行中,受各种应力的作用,可能瓷体造成损伤而导致机械性能和电气性能的下降。特别对已运行15年以上的线路要重点监测。
5、绝缘子表面泄漏电流越大,污闪越严重,而泄漏电流的大小与绝缘子串的单位泄漏比距成反比。因此,可以增加绝缘子片数或改为耐污绝缘子来增加绝缘子串的单位泄漏比距。
6、对污秽严重地区的绝缘子,必要时可采取定期在表面涂有机硅油等防污涂料,以增强其抗污能力。有条件时,也可采用半导体釉绝缘子。
7、加强绝缘,增大爬距。污闪是污秽绝缘子表面局部电弧逐渐延伸的结果,在一定电压下能维持的局部电弧长度是有限的(存在一临界值),增大统一爬距比距可提高临界值;同时,在满足风偏和对地距离要求下,可适当增加瓷绝缘子的片数,以提高绝缘子耐污闪强度。
8、坚持有效的带电水冲洗、带电擦绝缘子的带电作业,进行长年的清除绝缘子表面的污秽是防止污闪的最有效的措施。
9、有计划地检查接地装置,对接地电阻值突增的接地网要开挖检查,及时更换锈蚀的接地装置,以避免因接地电流经架空地线分流烧断架空地线,落在导线上而扩大为相间短路事故。
10、提高线路自动重合闸的成功率。复合绝缘子即使发生污闪后,其电气性能、机械特性仍不会改变。因此,在实施相关防污闪的措施同时,应采取必要的线路跳闸事故补救措施,即在提高自动重合闸的成功率上做文章。通过和供电部门地调所积极协调,在考虑到冶金企业变电站负载率较高,用电负荷大的情况下,适当提高阻抗Ⅲ段保护定值,在线路出现非永久故障的情况下保证重合闸动作成功率,从而缩短了线路的停电时间,减轻了事故损失。
四、结束语
近年来,防污闪工作在各部门的共同努力下,取得了很大的进展,总结了许多宝贵的经验,这些成绩的取得都是我们当前防污闪工作的基础。坚持逢停必扫的原则,建立相关的维护管理制度,制定清扫周期,落实清扫责任制和质量检查制,从而保持瓷瓶绝缘表面的清洁和原有的绝缘水平。在分析解决问题过程中不断总结和吸取经验,开展有针对性的研究和预防措施,保障供电的安全可靠。
参考文献
[1]孙才新:《大气环境与电气外绝缘》,《中国电力出版社》,2002年29期
[2]王彪等:《复合绝缘子的积污规律初探》,《河北电力技术》2003年22期
关键词:输变电设备;设备检修;检修系统;电网系统;建设方向
电力行业技术要求很高,这造成了电力行业的设备的修理技术要求变高,复杂和高昂的维修费用对电力公司造成了较大的经济压力。为了节省开支就需要摒弃以前那种传统的按照时间规律,定时定点的检修策略,而是应该运用输变电设备状态检修的先进理念,帮助企业节省资金。输变电设备状态的检修是日常设备运行过程中,对于设备的运行情况做出不同的判断,并制定出是否需要设备停电检修计划的一种检修方式。这种新型的检修方式对于原始的检修方式有着较大提升,帮助企业效率降低成本和减少停电时间,为企业和用电单位都提供了方便的服务。
1输变电设备状态检修概述
1.1输变电设备状态检修的概念输变电设备状态检修是在输变电设备运行的状态进行一种判断。根据判定结果在考虑是否需要对输变电设备进行检修,如果需要检修又应该运用哪种检修手段。这种模式是对传统检修模式的一种补充和完善。在实际工作中对设备的使用期限和使用效果都起到了促进的作用。对于设备的工作质量时间都有了显著的提高,使检修的费用和人工成本都得到了大幅度的减少和控制。这是在科学技术进步下带来的新模式,电力企业需要与时俱进,多学习和接触最新的电子信息技术。不断完善和利用到现有的设备网路,帮助输变电设备状态检修体系和技术的完善。现在先进的电子信息技术非常安全可靠,我们可以利用电子信息技术接收到输电设备运行过程实时传输回来的各种信息,进行研究和分析汇总。保证企业提早发现故障问题和可能发生故障隐患,让企业可以早做准备,做好后期维修或者更换的计划准备,保证设备的正常运行。
1.2变电设备状态检修的意义现在经济的发展很大程度上都是依赖电力的使用。在民用和工业上对于电力的使用只会越来越多,所以这对于我国的供电网络的挑战是严峻的。更多的供电设备的使用也给老旧的定期检查带来了更高的要求。技术水平的落后和不断增加的电气设备数量对于供电企业的发展是致命的,不能按照传统规章对于供电设备定期检测和修理,这样会造成整个供电网络体系的破坏和损失,让某些设备因为长时间得不到修理而报废或者某些设备的多次返修。在这疲于抢修的时候就使真正需要修理的和维护的设备得不到有效的维护,没有时间建立一个科学合理的检修体系帮助检修工人可以检修到所有的设备,所以面对如此严峻的市场环境下,我们企业需要认真学习先进的科学技术和管理理念,结合现有的科学技术和人员制定出符合企业情况的流程化作业。保持不断学习调整的状态,对于检修的数据需要留底汇总找出其规律,在机器出现明显的事故或异常问题前,就做好预防和预备机制,并研究和建立好后期需要的修理和保养方案。如果可以长时间地实行真正高效率的方案对于整个供电体系的使用寿命和状态都是有非常多好处的,主要体现在这四点上:(1)在日常设备的设备状态检修,可以通过状态了解设备需要检修的必要性,从而减少停电检修次数;(2)在运用输变电设备状态检修的过程中,为供电系统降低了停电检修对于设备和用电户的损失和伤害,进而降低了企业的成本;(3)输变电设备状态检修,使用整个供电系统保质稳定的运行,为企业获得更多的利润和口碑提供了助力;(4)减少了供电技术人员的工作负担和增加安全系数。高压电是高危行业,减少了检修次数对于供电修理的技术人员也是一种帮助。
2设备状态检修的关键核心
保持设备状态检测的核心关键在于建立核心制度。从制度上完善和保证好设备状态检修的规范性,这样才能有效地实施设备状态的检测保证设备的安全。对于日常监控到的数据,需要对设备状态的各项指标进行规范化认定。仔细研究各项数据指标对应设备的问题,然后统一规划好,并做好对这些数据的分析研究,给出专业的处理意见。帮助供电企业发现潜在的问题并研究出解决方案,避免不必要的事故的发生。这是设备状态检测的最终目标,所以设备状态检测的数据是否正确和全面,将会直接影响设备的修理和预备设备更换的重要问题。如何更快更好地了解输变电设备运行状态的数据就是所有问题的基础,要合理运用现代通讯技术和高科技产品保证运行数据的真实性和时效性。我们可以从多方面共同参与,在利用输变电设备的决策系统帮助快速准确地分析那些技术传回来的数据,并得出结论。这个决策系统的运用需要前期长时间对于信息的识别和收集,需要企业在前期准备工作的时候做好收集工作,这样在真正运行的时候有相关的历史数据参考,为检修工作提供便利。在这个电子信息技术蓬勃发展的今天,实时网络监控系统已经运用在社会的各个领域。在设备状态检修的工作中也可以充分发挥出它的作用,运用好互联网的网络技术对于输变电设备状态检修工作是有帮助的。
3输变电设备状态检修决策系统建设
3.1输变电设备状态检修决策系统的特点针对输变电设备的多层管理推广,它的编程语言运用的是JAVA、WEB信息的查询方式,为了实现多层管理需要单接线图,即二次屏图、电气元件的多层管理变电一次系统、图即二次屏位图、设备的结构图、部件的结构图。输变电设备状态检修辅助决策系统的作用是将机械设备工作过程中关于电的状况通过图形表达出来,这样得出来的结论会帮助维修部门的工作人员充分了解他们的情况,并且在短时间内做出计划。整理好施工的方法和配置,保证了线路的总体的完好运行。随时随地地了解整个供电网络的所有情报,为抢修做好准备,避免整个供电网络的瘫痪,使企业免遭重大的经济损失。
3.2输变电设备状态检修决策系统的关键输变电设备状态检修决策系统的关键在于建立了点对点的跨平台登录系统,系统的优化完成帮助了系统的相互兼容。在研发产品的过程中,也是遇到了很多的问题的,这种模式是革命性的,能够更新各个地方单位的连接,不再担心使用不同的编程手法的麻烦,需要相互转换修改。现在共用一个平台对于平台上的编程和数据都可以共享,可以在多渠道同时汇总存在的问题和故障。数据是一切的根本,有了大量的数据才可以帮助我们分析现在设备运行的状态。
3.3实施效果(1)在输变电设备状态检修决策系统的建立后,对于输变电设备的演变获得了立体多层的体系管理。让原本简单单一的直线管理模式,进化演变成现如今的立体行多层管理体系。在各个单位和设备的相互协作和制约过程中把整个流程凝结在一起,为整个企业的生产打下了结实的基础,未来在市场经济建设中可以取得优异的成绩;(2)输变电设备状态检修决策系统的建立,帮助企业对于员工绩效量化的参考数据的有效规范化。在公司的管理条例下,对于劳动的实际情况进行核实,保证了底层员工的工资水平,并对于优秀能力强的同志进行奖励,对于能力差、思想懒惰的同志进行惩罚,对于公司运行生产中的相关工作进行量化。并且可以对企业员工的工作量完成有效的统计,保证了公司的福利奖金可以切实与员工的自身工作绩效挂钩。可以通过这种数据收集和整理中发现员工工作的不足之处,不断强化保证企业的长久健康发展。
4结语
经过上面的分析和汇总,不难看到输变电设备状态检测系统工作对于整个检修工作的帮助,并且对于电网的养护和设备的使用都有好处。通过严密的监管可以避免不必要的损害和损失,在安全和使用年限上都得到了很大的提高,在利益和维修费用上也有显著的功效。所以我们需要认真完成好这一套制度,认真需要科学技术,了解现在世界上先进的经验,并结合自己真实的情况,不断提升设备的能力和输变电设备检修人员的技能水平,为中国电力行业做出贡献,这些问题都需要我们进行认真的数据积累才能保持,所以前期数据的收集工作要做好。
参考文献:
[1]李昊.变电设备状态检修分析决策系统的研究与开发[D].华北电力大学(北京),2010.
[2]马叶芝.输变电设备状态检修辅助决策支撑系统的研究[D].华北电力大学,2013.
关键词:输变电设备;状态检修;原则;检修流程
中图分类号:TM732 文献标识码:A 文章编号:1006-8937(2013)35-0039-02
在社会经济飞速发展的今天,电力需求量越来越大,电网建设步伐不断加快,目前,电网已覆盖了全国范围,且日益密集,为人们的生产和生活提供了极大便利。随着科技的进步,电网智能化水平不断提升,为了保证电力系统安全、可靠运行,有必要做好输变电设备组的检修工作。状态检修技术是一种新型智能型检修技术,融合了传感技术、电子计算机技术、数字信号处理技术、人工神经网络、模糊集理论、专家系统等,其在输变电设备组检修中的应用有利于增强检修工作的有效性和针对性,对于延长设备使用效率、提高电网运行可靠率具有重要作用。
1 状态检修的理念和原则
国家智能电网建设的逐步推进要求提高电力系统设备管理水平,以实现电网管理的标准化、规范化和集约化为目标,做好输变电设备组的状态检修工作,保证电力系统安全稳定地运行,提高电网供电可靠性。状态检修是在确保电力系统和设备安全、可靠运行的基础上,最大限度降低系统运行成本,从杜绝安全隐患出发,通过对整个系统特别是输变电设备组的状态监测和评价,对设备组运行中可能存在的风险进行评估,针对风险提出应对措施,最终达到安全、高效供用电的目标。所以,输变电设备组状态检修不是一项简单独立的工作,而是保证电力系统正常运作的整体性工程,必须进一步细致化和标准化,做到有章可循、有法可依。
开展检修工作应遵循以下原则:①实际操作中,要将设备的安全运行放在第一位;②开展状态检修要有合理规划,将近期目标和长远目标结合;③状态检修应是全程控制,实施过程中要关注安全、质量、和效率指标;④提前制定切实有效的管理措施、技术措施和完善的评估系统,并实现三者的有机配合;⑤积极采用先进技术,全面提升检修人员执行能力,提高输变电设备组状态信息的准确性;⑥遵循国家、行业现行技术标准,制定科学合理的评价标准,努力提高状态检修质量。
2 输变电设备组状态检修技术的应用
2.1 输变电设备组状态检修流程和技术手段
要想保证状态检修技术的有效实施,提高检修质量和设备运行效率,就必须对状态检修流程进行明确梳理。一般而言,输变电设备组状态检修基本流程为:收集状态量――进行状态、风险评估――优化评估流程――制定具体检修方案――检修实施――绩效评估。在此过程中,必须明确状态检修工作各个环节的基本要求,并有相配套的技术措施和管理方法,有效保证检修质量。
监测技术和红外检测技术是状态检修的主要技术手段,其中,监测技术是在不影响输变电设备组正常运行的前提下,对带电运行的某个设备、状态进行实时、连续的监控和测量,通过监测进行输变电设备运行数据的收集和分析,并将这些数据作为状态检修的诊断依据;红外检测技术的工作原理是热像仪非接触红外测温,实际操作中,在热像图中以颜色来区分被检测设备不同部位的温度状况,不同颜色代表不同温度,这样可通过颜色判断设备温度情况,防止设备因电压、电流等致热给设备带来损坏,指导输变电设备组的状态检修工作顺利开展。上述两种状态检修技术是不可分割的,通过两者的综合应用能及时发现设备缺陷,合理安排检修计划和检修项目,对于提高检修质量和效率具有重要作用。
2.2 变电站设备的状态检修
2.2.1 状态监测
输变电设备的状态监测包括三方面,第一是在线监测,即利用信息管理系统、数据采集系统、分散控制系统等对设备进行实时监测,在线显示输变电设备的使用状况和运行参数,相关工作人员可实时了解设备运行状态;第二是离线监测,也就是利用监测仪器、油液分析仪、超声波检漏仪等定期、不定期提取设备相关运行参标准解体设备,通过检测设备使用情况了解设备运行变化状况。
2.2.2 故障诊断
综合法是故障诊断中常用的诊断技术,在诊断前应做好设备在线、离线监测数据的收集和分析工作,采集变压器绝缘情况、运行温度、油色谱情况等信息,并对开关类设备运行信息进行总结,将收集到的数据与基于知识的专家系统知识库进行匹配,继而得出诊断结果。
2.2.3 状态预测
对输变电设备进行状态预测能够根据设备实际运行状态和需要设定设备的报警阀值,进而实现对设备的即时监测,预测设备在未来一段时间内运行变化趋向。基于BP神经网络、灰色系统理论的状态预测是进行输变电设备状态预测的主要模型,前者具有较高的拟合精度、良好的实用性、较强的泛化能力和容错能力,能够对各种变电设备的信息数据进行挖掘和处理,并跟踪环境变化,在输变电设备状态预测中的应用价值很高;后者则比较适用于短期预测,比如预测机械磨损等,通常应用于断路器等设备的状态预测中。
2.3 输电线路的状态检修
输电线路的状态监测包括电气监测(线路绝缘监测、雷击监测)、机械力学监测(导线监测、杆塔监测、金具监测)和线路环境监测(线路对环境的影响、大气环境对线路的影响)。以大气环境对线路影响的监测为例,在监测过程中应利用各种监测系统监测线路导线覆冰情况,空气中的SO2、粉尘、盐分含量情况,气象参数、灾害性天气发生可能性;对输电线路实施绝缘、雷击、污情、环境等方面的在线监测;监测后,对输变电线路设备、相关元件的运行状态、寿命、可能发生故障的时间以及整个系统的运行状态进行可靠性评价,根据评价结果制定维修计划。比如对架空输电线路运行状态进行可靠性评价时,首先应进行现场调研,收集输电线路历史运行数据,了解并掌握当地的地质特点、气象条件、污情水平、设计参数、防护措施、维护水平、故障原因等,结合上述条件制定安全评价分类原则,通过评价分析和计算找出故障原因,求出故障概率,为输电线路安全评价提供可靠依据。
3 结 语
总之,开展状态检修是智能电网和社会经济发展的需要,也是建设安全型、节约型和环境友好型社会的需要。在输变电设备组中应用状态检修技术能够提高检修工作的有效性和针对性,对于保证提高电网供电可靠性具有重要作用。我们应当在实践中关注安全,加强管理,综合考虑,统一规划,遵循原则,不断提升状态检修技术水平,保证检修工作有序、合理的开展,提高我国输变电设备组的科学管理水平,保证电力系统安全稳定运行,进一步推进国家智能电网建设。
参考文献:
[1] 孙行亚.浅析输变电设备组状态检修技术的应用[J].城市建设理论研究,2012,(24).
[2] 吴兴斌.关于输变电设备组状态检修技术的运用研究[J].低碳世界,2013,(19):118-119.
【关键词】110kV;输变电设备;状态检修
当前,很多110kV及以下输变电线路在状态检修方面都是把线路单元当做一个整体来进行,根据检修的周期进行检修。然而,110kV及以下输变电线路在计算机网络化发展背景下,不能仅仅局限在固定周期检修,而需要根据实际情况进行灵活的周期性调整。主要包括三个方面:其一是对线路极其设备进行检测;其二是结合设备的可靠性做出相关的评价和寿命的预测,再做出具体的判断;其三是根据相关数据得出线路故障的严重程度、磨损情况、故障所在的位置及解决的办法。这样就能有效地提高变电设备的使用效率,提高输变电线路的安全稳定性,保证110KV及以下输变电线路再用系数在正常的范围之内。
一、110kV及以下的输变电设备在状态方面的具体检测与故障分析
110kV及以下输变电设备有自己的特点,它状态检修的周期比较长,很多设备在没有达到下次检修日期时,就出现很多安全隐患,这个时候,就需要对设备进行及时的维护。在检修过程中,如果不根据一定的参数和方法进行相关状态与故障的检修与分析,不仅仅会使设备的使用寿命一定程度上的降低,同时也会带来很多安全隐患,对于人身安全、财产安全都有着严重的影响。对110kV及以下输变电设备在运行概况上做出相关评估与分析,是一项技术性工作。
一是要进行数据采集。数据采集这一方案一定要结合在线监测的数据以及离线实地采集的数据两个部分,保证状态检修时所得到的数据可靠精确。
二要进行综合、系统的分析,根据数据采集方案与具体的实施步骤,要考虑到数据采集的环境对输变电设备的影响。总结起来分析,应该综合归纳设备基础运行方面具体数据以及外部的环境两方面因素。
三是要实施决策,根据上面所得到的一系列检修意见和结论,需要进行加强监控的相关设备的,应该制定出具体的监控方案。对于那些需要停运检修的设备,应该制定出检修计划。对于继续运行的设备,需要进行关注。
对于110kV及以下输变电设备状态检修中比较常见的故障应该有所记录,并且依据相关记录进行科学的分析,不仅能够提高以后检修的工作效率,也能够一定程度上的避免人身安全事故的发生。常见的故障是短路,短路使得110kV及以下输变电设备线路出现损毁的年比例已经超过了总故障的一半,而且这样的故障是呈逐年增长趋势的。其原因有以下两个方面:
一是短路使得绝缘材料过热。输变电设备在短路以后,会产生出高于额定电流很多倍的短路电流,一瞬间积累了许多热量,把设备内部的绝缘材料熔化绝缘降低,使得设备在一定程度上损毁。
二是短路使得设备变形。输变电设备造成短路以后,短路电流产生强大的电磁应力,足以使设备变形损坏。
二、110kV及以下输变电设备在状态检修上的技术性检测
(一)110kV及以下输变电设备检测的内容
在我国目前的检测中,对110kV输变电设备较为科学的检测方法主要有电器、线路环境检测、机械学等几个方面。
在电器检测上主要有四个方面:一是线路绝缘检测,主要是对线路中的瓷、玻璃与合成绝缘子等绝缘的检测;二是线路在接地中的检测,就是通常所说的接地检测;三是绝缘污垢的检测,主要包括光纤的测污、绝缘子表面测污等;四是线路雷击测试。
线路环境检测:它主要包括三个方面,一是线路对内部设备的影响,其因素包括三个方面,线圈、绝缘子和金属对无线电的干扰,还包括地表静电感应场强;而是设备外的环境对线路检测的影响,检测记录的主要内容包括空气中的二氧化硫含量,各种悬浮颗粒的检测及气象的检测;三是对各路输电设备运行系统的情况进行检测。
第三,机械学检测。机械学检测就是所说的设备物理属性的检测,其包括三个方面的内容:一是金属零部件的检查,要检查金属零部件的腐蚀程度、磨损情况等;二是检查导线的磨损情况、微风震动及导线震动;三是对输变电设备的杆塔监控,包括零部件的松动情况、磨损情况、腐蚀程度和抗锈程度。
(二)110kV及以下输变电线路在线检测技术
在110kV及以下输变电的线路常见的那些检测技术中,技术检测内容应该有绝缘、发热、盐密、污闪等,应该结合当地的具体情况进行具体分析。
一是发热检测。在我国相关的法律就明确规定了对110kV及以下输变电线路的导线连接器必须四年进行一次调整,确保输变电线路的安全运行。其检测的内容主要包括以下几点:设备接头处的温度、耐张引流板和直线压接管等发热检测。
二是绝缘检测。在110kV及以下输变电线路线路检测对象主要是合成和瓷绝缘子,合成绝缘子具有良好的憎水性、免维护性能和高强度性能,在110kV及以下输变电线路应用中比较常见。常规的检测技术主要包括:根据绝缘子周围电场的轴向分布情况判断是否存在良好的绝缘;根据泄露电流测量,判断合成绝缘子表面性能的损失;对于瓷质绝缘子,要根据测量电压判断该绝缘性能的情况。
三、变压器状态检修
(一)做好变压器运行前的检查和准备工作
在变压器投入运行前必须要做好相关的检查和准备工作,主要包括以下几点:一是检查油枕上的油位器是否完好,油位器清晰,而且在与环境相符的油位线上。油位计、套管和排油阀门等之间的密封的比较好,没有出现漏油、渗油的现象;二是防爆管的畅通情况,呼吸器是否能够有效地吸收空间和排出热量;三是变压器的外壳是否完好无损的与地面接触,接触的是否牢固,一次、二次出线套管与导线之间的连接是否良好,变压器的绝缘良好,直流电阻三相平衡。
(二)GIS
外部不存在带电部分的GIS可靠性较强,但为了方便检修维护,需要采取一些免拆设备的诊断手法进行检测。首先是对气体进行检测,揭示气体的压力、湿度和色谱进行有效分析。
关键词:主站系统 状态监测装置 状态接入控制器 状态接入网关机
中图分类号:TM63文献标识码: A 文章编号:
一、 功能设计
1.1 设计思想
1.1.1监测信息分层展示
根据电网本身的层次性特点,主站系统的信息组织与展现分3 个层面,依次是:电网层、变电站层、设备层。电网层基于电网网架背景展示全网的状态监测信息及设备状态评价信息分布,变电站层基于变电站接线图展示站内的状态监测信息分布,设备层基于变电设备对象展示设备状态监测信息。通过3 个层面的划分,实现变电设备状态监测信息从宏观到微观、从全局到局部的展示。
1.1.2与状态检修模块的关系
状态监测模块为状态检修模块提供变电设备状态监测主站系统的设计与开发在线状态信息,生产管理信息系统过程管理模块为状态检修模块提供缺陷、试验、不良工况等离线状态信息,两者共同为状态检修模块提供数据源。带电检测数据与缺陷、试验数据一并纳入生产管理信息系统过程管理中,作为状态检修数据源的扩充。
主站系统重点实现自动采集、加工处理、告警展示以及单一性的分析、诊断或预测类高级功能,综合性的分析、评价、诊断或预测等高级功能归入状态检修模块。
1.1.3统一状态监测数据访问
设计一个独立的状态监测数据访问组件,用于统一上层各应用模块对状态监测数据库的访问,并集中实现数据访问日志功能。主站系统数据服务,通过统一状态监测数据访问组件实现状态监测数据的标准化开放。主站系统输电状态接入网关机和变电状态接入网关机,通过统一状态监测数据访问组件,实现状态监测数据、装置运行工况及异常信息等的数据库写入。
1.1.4面向不同层面的用户
充分考虑网省、地市公司生产运行管理模式和组织体系。相同的信息对不同层面、不同角色的使用人员采用不同的逻辑组织和展现方式。
1.2 功能架构设计
主站系统的状态监测应用功能架构如图1 所示。
图1状态监测应用功能架构
主站系统状态监测应用功能主要包含以下类。
1.2.1基于地理信息系统图形的综合展示类
此类应用将状态监测信息以“业务主题”的方式依托地理信息系统图形予以展示,以便用户从宏观上掌握整个电网设备的状态监测情况。
1.2.2详细数据展示类
此类应用以组态图、表格等方式展示变电单体设备的状态监测详细信息,通过激活变电站、变压器等变电设备对象,将状态监测信息与生产管理信息系统中的其他生产信息(台账信息、缺陷信息、故障信息、检修信息等)组合展示给用户,同时提供针对单体设备的状态评价、诊断等功能。
1.2.3组合监视类
此类应用提供状态监视的灵活组合功能,方便用户对变电设备状态的监盘应用,监盘画面可跨监测点和跨监测类型自由组合,为用户在不同应用场景下提供更有针对性的状态监视功能。
1.2.4查询统计类
此类应用提供各种查询统计功能,包括:全网状态告警统计、全网装置运行工况统计、状态告警统计分布条图、各类型监测数据查询统计、各类监测装置查询统计、状态告警查询统计、装置心跳告警查询统计、监测装置运行工况查询统计以及对应的数据导出等功能。
1.2.5装置管理类
此类应用提供对各类监测装置、状态接入控制器等的管理与配置功能,包括各类装置注册与台账维护、装置软件版本管理、装置参数配置等功能。
1.2.6数据分析类
此类应用提供各类状态监测数据的纵、横向对比分析功能和趋势分析功能,为输变电设备状态评价提供辅助手段。
1.2.7监测报表类
此类应用提供常规的状态监测报表功能,包括监测装置的故障率统计报表、误报率统计报表、覆盖率统报表以及状态告警分布和处理情况统计报表等,提供报表的导出与打印功能。
1.2.8高级应用类
此类应用提供基于状态监测信息的成熟的分析、诊断和预测应用功能。
二、 数据库设计
2.1 数据规划
状态监测数据库中的主要数据内容包括:各类状态监测数据、监测装置信息、运行信息、模型参数和配置信息、监测数据统计信息。
2.2 数据分区
针对状态监测数据库数据存储规模大的特点,状态监测数据先按照监测类型分表,再按时间范围分区,以此作为数据存储的基本规则。数据分区设计可方便主站系统应用模块对状态监测数据库使用并行操作,如执行并行索引区间扫描或并行快速表扫描等,以充分调动数据库计算资源,加快数据检索和处理速度。
此外,数据分区设计也减轻了数据库表的访问压力,通过按照时间区段存取数据,可把单表记录数限制在百万级以内,防止因状态监测数据膨胀导致的数据库存取性能急剧下降问题的出现。
2.3 内置数据处理逻辑
为进一步提高状态监测数据库的运行效率,系统设计了专门的状态监测数据库内置数据处理逻辑单元,以内置方式处理系统应用中一些常见的数据计算逻辑,如为变电设备各类状态监测数据的极值计算、均值计算等统计功能创建专门的存储过程,并按年、季、月、日各级统计分别设计。
三、 架构设计
变电设备状态监测主站系统的架构设计如图2 所示。
变电设备状态监测主站系统在网省公司进行集中部署,在地市公司仅部署各类状态监测装置和变电状态接入控制器,各类变电设备状态监测数据在网省公司集中存储,网省公司和地市(包括班组)用户均通过登录生产管理信息系统使用状态监测功能。
在变电站分布的各类变电状监测装置首先通过变电状态接入控制器,然后,变电状态接入控制器通过直接接入部署在网省端的变电状态接入网关机,实现状态监测信息的接入。对于已经建有状态监测系统的变电站,变电状态接入网关机,通过从原变电前置子系统集中接入所有状态监测信息(变电状态接入网关机接入的是加工后数据,并采用推送方式,要求原变电前置子系统进行相应改造)实现对原系统的包容。
状态监测数据集中到网省数据库中后, 主站系统通过二次加工服务实现监测数据的二次加工处理,二次加工主要功能包括监测数据的极值计算、异常信息获取、数据统计、设备状态量信息提取和典型数据筛选及历史数据删除5 个方面。另外,变电设备状态监测主站系统可通过数据中心或企业服务总线共享气象、雷电等其他系统提供的信息。
四、 系统开发
变电设备状态监测主站系统依托国家电网公司生产管理信息系统,基于PI3000 平台构建。PI3000 平台是国家电网公司立项开发的具有完全自主知识产权的电力业务基础软件平
图2系统架构
台,平台的设计遵循面向服务设计理念,符合当前大型复杂应用系统的架构设计思想。通过PI3000 平台开发主站系统可确保系统开发的效率和运行的稳定性。主站系统包括类功能,以下仅对基于地理信息系统图形的综合展示类和详细数据展示类进行描述。
4.1 基于图形的综合展示
综合展示主要包括设备展示、告警展示和辅助信息展示。设备展示实现了设备全局概况统计和状态监测装置分布展示;告警展示实现了告警信息分级、分布、列表展示;辅助信息展示实现了特殊区域图展示、雷电信息展示、气象预报信息展示和卫星影像图展示。
4.2 详细数据展示包括状态监测数据展示和相关生产数据展示
状态监测数据展示实现了各状态量组态图展示、状态量变化趋势展示、历史数据列表展示和统计分析等;相关生产数据展示实现了被监测主设备台账、缺陷、故障、试验、状态评价等历史数据展示。
五、 结语
当今,随着电网规模的快速发展,各种变电设备不断增加,这些设备的可靠性和运行状况直接决定整个电网的稳定与安全,也对供电质量和供电可靠性有一定程度的影响。为了准确、有效地发现设备潜伏性故障或缺陷,不仅需要定期作以预防性试验为基础的预防性检修, 而且还迫切需要采用先进的状态监测技术及时获取设备状态信息,制定合理的预知性维护策略,保证设备安全运行。然而变电不同状态监测类型和厂家自成一体, 形成从前端到后台的条线型部署格局。另外,原有状态监测主站系统建设缺乏统一标准,数据综合应用问题突出,监测装置不具有跨厂家的可替换性,系统运维难度大,难以发挥系统建设整体效益。因此,需要建立统一的变电设备状态监测主站系统。
参考文献:
[1] 国家电网公司. 输变电设备状态监测系统技术导则[S]. 2010.
[2] 国家电网公司. 变电设备在线监测系统技术导则[S]. 2010.