智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)及其進展

1智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)及其進展

董明嚴璋西安交通大學(xué)2010年4月2一、前言二、電力設(shè)備狀態(tài)檢測與在線監(jiān)測技術(shù)新進展三、智能電網(wǎng)中的狀態(tài)檢測特點與要求四、支持狀態(tài)檢測的高級算法和診斷系統(tǒng)五、小結(jié)目錄I前言3進入21世紀，隨著全球資源、環(huán)境壓力的不斷增大，用戶對電能可靠性和質(zhì)量要求的不斷提升，電力行業(yè)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)和機遇。技術(shù)/標準進步設(shè)備老化智能計量/需求響應(yīng)環(huán)保壓力成本上升電力需求增長4科學(xué)技術(shù)進步是基礎(chǔ)智能電網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展電子計算機通訊分布電源蓄能技術(shù)智能設(shè)備智能電網(wǎng)特征智能電網(wǎng)

現(xiàn)代電力技術(shù)

現(xiàn)代測控技術(shù)計算機技術(shù)

電力電子技術(shù)通信技術(shù)

傳統(tǒng)輸配電網(wǎng)6隨著電網(wǎng)資產(chǎn)規(guī)模的擴大、設(shè)備數(shù)量的增加、技術(shù)水平的提高以及運行標準要求的日趨嚴格，管理好、維護好、運行好各級電網(wǎng)，提高設(shè)備的健康水平和使用壽命，降低電網(wǎng)運行維護成本，對于保證電網(wǎng)安全、改善電能質(zhì)量、提高供電可靠性和資產(chǎn)運營效率，都具有重要的作用——狀態(tài)檢修是智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵一環(huán)。II

電力設(shè)備狀態(tài)檢測與在線監(jiān)測技術(shù)新進展油中溶解氣體監(jiān)測局部放電監(jiān)測繞組測溫紅外與紫外振蕩波……78遠紅外法DGA監(jiān)測系統(tǒng)（FTIR）9FTIR現(xiàn)場安裝圖10FTIR的性能

11UHF局放檢測傳感器1213UHF測局放實例——故障之一局放量6000pC解體發(fā)現(xiàn)系由于靜電屏蔽焊接不良造成電位浮動產(chǎn)生1415在線測溫的關(guān)鍵部件

溫度計

（傳感器端部）安裝16溫度計

（傳感器端部）安裝在線圈或線圈套筒處理之前安裝改良支撐、合適的支架以保護光纖電纜為了便于安裝，需要將套筒磁極尾的末端進行適當?shù)母膭油暾麚螚l必須安裝在臨近最熱點的撐條中，更換原有的盤式繞組。合適尺寸的楔形撐條是必須的17溫度計

（傳感器端部）安裝18溫度計

（傳感器端部）安裝19溫度計

（傳感器端部）安裝20油箱壁安型裝方式21運行——動態(tài)負荷HotspotTopOilLoad22光纖測溫南的重要性與傳統(tǒng)灰方法的么不同在線監(jiān)測油溫與筐繞組溫質(zhì)度不一渴致冷卻系統(tǒng)使瞬時控制現(xiàn)場維怪修人員稿有效工茶具熱運行斷試驗23紅外熱叢成像測只試技術(shù)原理：用紅外哭線熱像鬼儀來捕摟捉（接皆收）物餅體表面發(fā)出的隆紅外輻旱射，顯陷示物體鏈表面輻燒射能量旗密度的狀分布情倘況（紅外熱攝圖）。通過觀害察物體靠的紅外熱點分布圖，并測賣量所需叫位置的駛溫度，另來判斷事設(shè)備故連障所在遞的位置癥及程度拖（缺油償，受潮組，松動曉，絕緣銳老化等豈情況）尋。特點：是被動吐的、非爽接觸式夸的檢測習(xí)。在設(shè)備餐運行狀禁態(tài)時測慚試。遠距離、屑準確、實鄰時、快速碗、簡便、賀安全、可喜靠、直觀。24紅外檢測免實例——導(dǎo)線華中至上瓜海500雄kV線路孝感使段巡檢導(dǎo)線連接凳處；距離50m緊急缺陷掩（256oC），現(xiàn)場僵帶電作業(yè)25紅外檢測壓實例——線路絕緣婆子26紅外檢割測實例——隔離開關(guān)27紅外檢廳測實例——斷路器28紅外檢測川實例——PT29紅外檢測辟實例——避雷器30紅外檢測斥實例——CTtand:3.烏1%超標(標準1.0%績)DGA糕:(握ppm曠)

H2:7呆371慰4

C謙H4:13超749老C2H6:1傅884鐵C2H4:12膠5

C2H2:7總烴:15協(xié)766嚴重超標31紅外檢測嘆實例——高壓電纜32用吊艙爭進行線鞠路航測紅外診斷胸的局限性1)由于環(huán)頸境因素錯的影響視，設(shè)備窄散熱、記傳熱條帖件不同壟，這樣余所測得棟的發(fā)熱桂點相對脅環(huán)境溫學(xué)度的溫聯(lián)升存在診誤差，類必然帶積來熱缺赤陷判斷戚的誤差爹；2)只能觀察袍設(shè)備表面從溫度分布瓶，對于設(shè)保備內(nèi)部過防熱點（電委纜接頭、GIS內(nèi)部接頭顏、斷路器做觸頭等）信，很難確兵定其警戒抵溫升。3)不同設(shè)淺備、不貸同材料臂的發(fā)熱努特性各椅不相同烈，在不耀同條件灶下的允懸許溫升喊應(yīng)各不吹相同，議以及測器量的誤搶差和參桌考點選噸取的隨寧機性，蝴所得相扶對溫升嘩存在很繳大誤差爺，根據(jù)竭相對溫紫升來分均析熱缺療陷并不蔑準確。目前的察紅外診描斷技術(shù)象側(cè)重于械紅外圖四譜的定她性分析挽，受人總為因素匪的影響閘比較大GIS內(nèi)部溫核度等值羞曲線圖乘（設(shè)線糕芯溫度半為368.庸613℃）35紫外線成趴像通過觀察挎設(shè)備的“電暈”及“電氣放剩電”“電弧”來判斷續(xù)設(shè)備的臘故障所遙在位置斷股，內(nèi)污染，鍵裂紋等伶現(xiàn)象與紅外鋼互補36紫外成繞像——雙光譜在白天、日光下檢測揭紫外光的竭放射現(xiàn)象太陽盲區(qū)濾片+紫外光探測器檢測電暈及電氣放電用可見光圖像顯示被測物體的實物形狀光源紫外圖像可見光圖像圖像重疊雙光譜圖像37紫外成像——污染、筑破損絕勉緣子38用紫外扁法監(jiān)測懶帶電水漂沖洗電介質(zhì)寸響應(yīng)測綱量方法油箱保護高壓繞蜻組低壓繞最組高壓電遙源主絕緣~電流表物理性針質(zhì)測量:紙板及賺絕緣油徐的導(dǎo)電哪率界面極汪化影響因魂素:絕緣幾何伙尺寸溫度受潮程胃度可導(dǎo)電忙的老化辮產(chǎn)物40時域及頻櫻域的方法時域：回復(fù)電腥壓(RVM怠)極化/去極化電獵流(PDC身)頻域：頻域譜舉法(FD狡S)缺點：低頻段水刺分估計測試時間0,0010,010,11100,00010,0010,010,11101001000頻率(Hz)tan高低高高低低紙板中的水分絕緣幾何尺寸油電導(dǎo)率0,1101001000110100100010000時間(s)I((nA)1低highlow油電導(dǎo)率高IdepIpol絕緣幾何尺寸

碳納米脹管SF6分解氣體眨檢測CNT氣體傳巴感器對GIS中PD的基本響魄應(yīng)特性0.1所MPa昨SF6尖-板電極施加電壓:10奔kV-寄30k唐V使用CNT氣體傳感瓜器能夠檢堆測出SF6中發(fā)生詢的局部花放電PD發(fā)生傳感器擔導(dǎo)納增是加43新型振友蕩波測友試系統(tǒng)OWT責(zé)SM姐2828甲kV靜pea粥kv此olt篩ageOWT似SM兆6060k朱Vpe宣akv編olta狹ge44電力設(shè)面?zhèn)錉顟B(tài)榴檢測新位的發(fā)展蕉方向氣象信息剝的結(jié)合地理信惱息系統(tǒng)合并單耀元與二次保鋼護系統(tǒng)結(jié)虧合III智能電保網(wǎng)中的息狀態(tài)檢艇測

特厘點與要縫求45實現(xiàn)智能邊電網(wǎng)的關(guān)寸鍵技術(shù)智能計量優(yōu)技術(shù)傳感與通猜信技術(shù)分析與魂輔助決年策技術(shù)可視化展松現(xiàn)與操作202焰3/4沒/2945我國智能案電網(wǎng)的發(fā)摟展目標202泛3/4搏/2946全面建設(shè)已階段，建成發(fā)冷、輸（碌配）、呼用互動鋸式交易便、運行喇平臺，匯為發(fā)電衰廠、用偏戶提供罰在線定秘制服務(wù)糟。推廣運用刑階段，總結(jié)試駝點經(jīng)驗府，提出番智能電妄網(wǎng)建設(shè)偉標準，照逐步推毀廣智能蒜電網(wǎng)建舉設(shè)。規(guī)劃試陳點階段，重點開砍展智能電聰網(wǎng)發(fā)展規(guī)伙劃工作，們制定技術(shù)群和管理標宿準，開展佛關(guān)鍵技術(shù)類研發(fā)和設(shè)繭備研制，淡開展各環(huán)甲節(jié)的試點組工作。第一階泡段第二階段第三階段我國應(yīng)分訓(xùn)三個階段蚊推進智能捆電網(wǎng)的建風(fēng)設(shè)：智能電網(wǎng)側(cè)對狀態(tài)檢妨測技術(shù)具倍體要求47大量的智攪能分析算偵法數(shù)據(jù)就哪地存儲他與判斷咐，再逐專層綜合閑分析同類設(shè)備幫相互比較穩(wěn)定性與禁可靠性要紀求大幅提把高自動化腳程度提睬高技術(shù)有效醬性要求提帶高經(jīng)濟性48IV支持狀態(tài)嚴檢測的高鄙級算法和依診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)戀處理濾波、平意滑趨勢預(yù)棋測“指紋饑”識別也技術(shù)人工神辣經(jīng)網(wǎng)絡(luò)援例推理基于統(tǒng)龍計的隱演含馬爾嶺可夫模竭型（HMM）專家系而統(tǒng)49指紋識謀別——指紋庫50指紋識別——識別結(jié)果51DGA中的ANN例Y1Y2Y3Y452對某油示浸變壓電器DGA的分析正常過熱火花電弧53單神經(jīng)及網(wǎng)絡(luò)和耍組合神蛛經(jīng)網(wǎng)絡(luò)鮮分類能元力的比碎較54援例推庫理綜合受診斷模甘型的結(jié)腹構(gòu)示意55不同檢僚索方法邊在援例炕檢索中群的正判宇率(％)56一種綜益合診斷貓神經(jīng)網(wǎng)兄絡(luò)框圖殲例57CLP油中溶匙解氣體并分析專業(yè)家系統(tǒng)國際標侮準Cigr邁eWG積150羽1IEC胖60賽599DL/T貼722-記2000IEEE抗C57朋.104基于CLP數(shù)據(jù)及經(jīng)猴驗提出知垮識規(guī)則每年分析鳳超過7000條樣本W(wǎng)ar哲nin福gL融eve躬lA蛋nal曬ysi說sTren潛ding煌Ana謹lysi時s58一種已實堪現(xiàn)的診斷臥專家系統(tǒng)案框圖Y過熱放電導(dǎo)電回羨路

過喝熱導(dǎo)磁回梯路

過尿熱涉及

固峽體絕緣不涉及所固體現(xiàn)絕緣三比值眼法、神猜經(jīng)網(wǎng)絡(luò)共、

援溫例分析曾作第二劑次判斷三比值哄法、神倚經(jīng)網(wǎng)絡(luò)墨、

援喘例分析碑作第二系次判斷三比值購法、神擴經(jīng)網(wǎng)絡(luò)祥、

援堪例分析章作第一爛次判斷輸入電框氣試驗書、附件咐及

外外觀檢查際等異常替信息N附件故敵障內(nèi)部故障判斷套爬管、風(fēng)定扇、亡油泵等哈附件故杰障基于粗糙朋集的

故永障診斷較詳細膀的故障材類型、務(wù)相關(guān)達案例與雄建議色譜異常？輸入油拋色譜試剩驗數(shù)據(jù)綜合診更斷59為建設(shè)穴智能電悅網(wǎng)，必芬須總結(jié)徹經(jīng)驗，找出薄程弱及不初足處。方向I積極引懷用有效稀、性價維比高的箭各類檢倆測手段止，特別端是對關(guān)供鍵設(shè)備恭及薄弱儀環(huán)節(jié)。高壓一那次設(shè)備其的數(shù)字解化轉(zhuǎn)換提高在類線監(jiān)測到的效果師，使得俱數(shù)字電皮網(wǎng)更加賢智能化V小結(jié)60方向II研發(fā)狀牧態(tài)分析馬診斷系雪統(tǒng)，逐生步實現(xiàn)艘自我智玻能診斷頌、自我缺智能調(diào)逆整等能低力。61方向III掌握設(shè)備縣狀況還要伏為運行、惱擴改建等諸服務(wù)，即廟努力實現(xiàn)計全壽命優(yōu)苗化、為全由局性的資最產(chǎn)管理服音務(wù)。62方向IV對在線閱監(jiān)測技渡術(shù)發(fā)展銷過程中住的認識塘不足問嚇題將某些際設(shè)備、瓦某些技僚術(shù)在推凈廣過程視中的薄叉弱環(huán)節(jié)暫誤認為干在線監(jiān)咽測的先贏天缺陷綁，難以魯克服提刮高，以投至于部費分人對仰該技術(shù)隙發(fā)展、加推廣抱亮有觀望伶、否定套甚至抵截制等態(tài)睜度。根躁據(jù)國內(nèi)滑近年來拉的研究決，已突紀破了大眉部分影片響在線觀監(jiān)測推恐廣應(yīng)用抄的技術(shù)先瓶頸（崇避雷器虧、變壓克器、GIS、套管禾、CT、視頻等步在智能檢宮測、數(shù)據(jù)錄處理及診仇斷技術(shù)領(lǐng)憶域），達坐到了技術(shù)插實用化和禁智能化的否效益。目盟前針對個較別技術(shù)難驢題，正在亂集中人力孔、物力進和行技術(shù)攻可關(guān)，并趨四于解決。目前在座線監(jiān)測濟裝置的風(fēng)投資價雞格限制莊其發(fā)展沒和推廣纖，但隨待著技術(shù)粘的成熟儉化、產(chǎn)盜品化、糞國產(chǎn)化適，投資像價格會麥大幅度于下降；媽投入與女產(chǎn)出績兄效比較犬宜以