智能电网中的电力设备状态检测技术及其进展

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1、1智能电网中的电力设备状态检测技术及其进展董明严璋西安交通大学2010年4月2一、前言二、电力设备状态检测与在线监测技术新进展三、智能电网中的状态检测特点与要求四、支持状态检测的高级算法和诊断系统五、小结目录I前言3进入21世纪，随着全球资源、环境压力的不断增大，用户对电能可靠性和质量要求的不断提升，电力行业正面临前所未有的挑战和机遇。技术/标准进步设备老化智能计量/需求响应环保压力成本上升电力需求增长4科学技术进步是基础智能电网基础技术产业发展电子计算机通讯分布电源蓄能技术智能设备智能电网特征智能电网现代电力技术现代测控技术计算机技术电力电子技术通信技术传统输配电网6随着电网资产规模

2、的扩大、设备数量的增加、技术水平的提高以及运行标准要求的日趋严格，管理好、维护好、运行好各级电网，提高设备的健康水平和使用寿命，降低电网运行维护成本，对于保证电网安全、改善电能质量、提高供电可靠性和资产运营效率，都具有重要的作用——状态检修是智能电网建设中的关键一环。II电力设备状态检测与在线监测技术新进展油中溶解气体监测局部放电监测绕组测温红外与紫外振荡波……78远红外法DGA监测系统（FTIR）9FTIR现场安装图10FTIR的性能11UHF局放检测传感器1213UHF测局放实例——故障之一局放量6000pC解体发现系由于静电屏蔽焊接不良造成电位浮动产生1415在线测温的关键部件温

3、度计（传感器端部）安装16温度计（传感器端部）安装在线圈或线圈套筒处理之前安装改良支撑、合适的支架以保护光纤电缆为了便于安装，需要将套筒磁极尾的末端进行适当的改动完整撑条必须安装在临近最热点的撑条中，更换原有的盘式绕组。合适尺寸的楔形撑条是必须的17温度计（传感器端部）安装18温度计（传感器端部）安装19温度计（传感器端部）安装20油箱壁安装方式21运行——动态负荷HotspotTopOilLoad22光纤测温的重要性与传统方法的不同在线监测油温与绕组温度不一致冷却系统瞬时控制现场维修人员有效工具热运行试验23红外热成像测试技术原理：用红外线热像仪来捕捉（接收）物体表面发出的红外辐射，

4、显示物体表面辐射能量密度的分布情况（红外热图）。通过观察物体的红外热分布图，并测量所需位置的温度，来判断设备故障所在的位置及程度（缺油，受潮，松动，绝缘老化等情况）。特点：是被动的、非接触式的检测。在设备运行状态时测试。远距离、准确、实时、快速、简便、安全、可靠、直观。24红外检测实例——导线华中至上海500kV线路孝感段巡检导线连接处；距离50m紧急缺陷（256oC），现场带电作业25红外检测实例——线路绝缘子26红外检测实例——隔离开关27红外检测实例——断路器28红外检测实例——PT29红外检测实例——避雷器30红外检测实例——CTtand:3.1%超标(标准1.0%)DGA:(

5、ppm)H2:73714CH4:13749C2H6:1884C2H4:125C2H2:7总烃:15766严重超标31红外检测实例——高压电缆32用吊舱进行线路航测红外诊断的局限性1)由于环境因素的影响，设备散热、传热条件不同，这样所测得的发热点相对环境温度的温升存在误差，必然带来热缺陷判断的误差；2)只能观察设备表面温度分布，对于设备内部过热点（电缆接头、GIS内部接头、断路器触头等），很难确定其警戒温升。3)不同设备、不同材料的发热特性各不相同，在不同条件下的允许温升应各不相同，以及测量的误差和参考点选取的随机性，所得相对温升存在很大误差，根据相对温升来分析热缺陷并不准确。

6、目前的红外诊断技术侧重于红外图谱的定性分析，受人为因素的影响比较大GIS内部温度等值曲线图（设线芯温度为368.613℃）35紫外线成像通过观察设备的“电晕”及“电气放电”“电弧”来判断设备的故障所在位置断股，污染，裂纹等现象与红外互补36紫外成像——双光谱在白天、日光下检测紫外光的放射现象太阳盲区滤片+紫外光探测器检测电晕及电气放电用可见光图像显示被测物体的实物形状光源紫外图像可见光图像图像重叠双光谱图像37紫外成像——污染、破损绝缘子38用紫外法监测带电水冲洗电介质响应测量方法油箱保护高压绕组低压绕组高压电源主绝缘~电流表物理性质测量:纸板及绝缘油的导电率界面极化影响因素:绝缘几何

7、尺寸温度受潮程度可导电的老化产物40时域及频域的方法时域：回复电压(RVM)极化/去极化电流(PDC)频域：频域谱法(FDS)缺点：低频段水分估计测试时间0,0010,010,11100,00010,0010,010,11101001000频率(Hz)tan高低高高低低纸板中的水分绝缘几何尺寸油电导率0,1101001000110100100010000时间(s)I((nA)1低highlow油电导率高IdepIpol绝缘几何尺寸碳纳米管