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

智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備狀態(tài)檢測技術(shù)及其進(jìn)展1第1頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月一、前言二、電力設(shè)備狀態(tài)檢測與在線監(jiān)測技術(shù)新進(jìn)展三、智能電網(wǎng)中的狀態(tài)檢測特點(diǎn)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2第2頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月I前言進(jìn)入21世紀(jì)，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(jī)遇。技術(shù)/標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)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3第3頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)技術(shù)進(jìn)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(jī)通訊分布電源蓄能技術(shù)智能設(shè)備4第4頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月智能電網(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(jī)技術(shù)

電力電子技術(shù)通信技術(shù)

傳統(tǒng)輸配電網(wǎng)第5頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月隨著電網(wǎng)資產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、設(shè)備數(shù)量的增加、技術(shù)水平的提高以及運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求的日趨嚴(yán)格，管理好、維護(hù)好、運(yùn)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(yùn)行維護(hù)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(yùn)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)。6第6頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月II

電力設(shè)備狀態(tài)檢測與在線監(jiān)測技術(shù)新進(jìn)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……7第7頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月遠(yuǎn)紅外法DGA監(jiān)測系統(tǒng)（FTIR）8第8頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月FTIR現(xiàn)場安裝圖9第9頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月FTIR的性能

10第10頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月UHF局放檢測傳感器11第11頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月12第12頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月UHF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13第13頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月14第14頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月在線測溫的關(guān)鍵部件

溫度計

（傳感器端部）安裝15第15頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度計

（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(hù)光纖電纜為了便于安裝，需要將套筒磁極尾的末端進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭油暾麚螚l必須安裝在臨近最熱點(diǎn)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16第16頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度計

（傳感器端部）安裝17第17頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度計

（傳感器端部）安裝18第18頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月溫度計

（傳感器端部）安裝19第19頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月油箱壁安裝方式20第20頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)行——動態(tài)負(fù)荷HotspotTopOilLoad21第21頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月光纖測溫的重要性與傳統(tǒng)方法的不同在線監(jiān)測油溫與繞組溫度不一致冷卻系統(tǒng)瞬時控制現(xiàn)場維修人員有效工具熱運(yùn)行試驗22第22頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外熱成像測試技術(shù)原理：用紅外線熱像儀來捕捉（接收）物體表面發(fā)出的紅外輻射，顯示物體表面輻射能量密度的分布情況（紅外熱圖）。通過觀察物體的紅外熱分布圖，并測量所需位置的溫度，來判斷設(shè)備故障所在的位置及程度（缺油，受潮，松動，絕緣老化等情況）。特點(diǎn)：是被動的、非接觸式的檢測。在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)時測試。遠(yuǎn)距離、準(zhǔn)確、實時、快速、簡便、安全、可靠、直觀。23第23頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測實例——導(dǎo)線

華中至上海500kV線路孝感段巡檢導(dǎo)線連接處；距離50m緊急缺陷（256oC），現(xiàn)場帶電作業(yè)24第24頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測實例——線路絕緣子25第25頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測實例——隔離開關(guān)26第26頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測實例——斷路器27第27頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測實例——PT28第28頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測實例——避雷器29第29頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測實例——CTtand:3.1%

超標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)1.0%)DGA:(ppm)

H2:73714

CH4:13749

C2H6:1884

C2H4:125

C2H2:7

總烴:15766

嚴(yán)重超標(biāo)30第30頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測實例——高壓電纜31第31頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月用吊艙進(jìn)行線路航測32第32頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紅外診斷的局限性1)由于環(huán)境因素的影響，設(shè)備散熱、傳熱條件不同，這樣所測得的發(fā)熱點(diǎn)相對環(huán)境溫度的溫升存在誤差，必然帶來熱缺陷判斷的誤差；

2)只能觀察設(shè)備表面溫度分布，對于設(shè)備內(nèi)部過熱點(diǎn)（電纜接頭、GIS內(nèi)部接頭、斷路器觸頭等），很難確定其警戒溫升。3)不同設(shè)備、不同材料的發(fā)熱特性各不相同，在不同條件下的允許溫升應(yīng)各不相同，以及測量的誤差和參考點(diǎn)選取的隨機(jī)性，所得相對溫升存在很大誤差，根據(jù)相對溫升來分析熱缺陷并不準(zhǔn)確。目前的紅外診斷技術(shù)側(cè)重于紅外圖譜的定性分析，受人為因素的影響比較大第33頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月GIS內(nèi)部溫度等值曲線圖（設(shè)線芯溫度為368.613℃）第34頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紫外線成像通過觀察設(shè)備的“電暈”及“電氣放電”

“電弧”來判斷設(shè)備的故障所在位置斷股，污染，裂紋等現(xiàn)象與紅外互補(bǔ)35第35頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紫外成像——雙光譜在白天、日光下檢測紫外光的放射現(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36第36頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月紫外成像——污染、破損絕緣子37第37頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月用紫外法監(jiān)測帶電水沖洗38第38頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月電介質(zhì)響應(yīng)測量方法油箱保護(hù)高壓繞組低壓繞組高壓電源主絕緣~電流表物理性質(zhì)測量:紙板及絕緣油的導(dǎo)電率界面極化影響因素:絕緣幾何尺寸溫度受潮程度可導(dǎo)電的老化產(chǎn)物第39頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月時域及頻域的方法時域：回復(fù)電壓(RVM)極化/去極化電流(PDC)頻域：頻域譜法(FDS)缺點(diǎn)：低頻段水分估計

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

40第40頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月碳納米管SF6分解氣體檢測第41頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月CNT氣體傳感器對GIS中PD的基本響應(yīng)特性0.1MPaSF6尖-板電極施加電壓:10kV-30kV使用CNT氣體傳感器能夠檢測出SF6中發(fā)生的局部放電PD發(fā)生傳感器導(dǎo)納增加第42頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月新型振蕩波測試系統(tǒng)

OWTSM2828kVpeakvoltageOWTSM6060kVpeakvoltage43第43頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月電力設(shè)備狀態(tài)檢測新的發(fā)展方向氣象信息的結(jié)合地理信息系統(tǒng)合并單元與二次保護(hù)系統(tǒng)結(jié)合44第44頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月III

智能電網(wǎng)中的狀態(tài)檢測

特點(diǎn)與要求實現(xiàn)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)智能計量技術(shù)傳感與通信技術(shù)分析與輔助決策技術(shù)可視化展現(xiàn)與操作2023/7/144545第45頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月我國智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)全面建設(shè)階段，建成發(fā)、輸（配）、用互動式交易、運(yùn)行平臺，為發(fā)電廠、用戶提供在線定制服務(wù)。推廣運(yùn)用階段，總結(jié)試點(diǎn)經(jīng)驗，提出智能電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，逐步推廣智能電網(wǎng)建設(shè)。規(guī)劃試點(diǎn)階段，重點(diǎn)開展智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，開展各環(huán)節(jié)的試點(diǎn)工作。第一階段第二階段第三階段我國應(yīng)分三個階段推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)：46第46頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月智能電網(wǎng)對狀態(tài)檢測技術(shù)具體要求大量的智能分析算法數(shù)據(jù)就地存儲與判斷，再逐層綜合分析同類設(shè)備相互比較穩(wěn)定性與可靠性要求大幅提高自動化程度提高技術(shù)有效性要求提高經(jīng)濟(jì)性47第47頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月IV支持狀態(tài)檢測的高級算法和診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)處理濾波、平滑趨勢預(yù)測“指紋”識別技術(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)援例推理基于統(tǒng)計的隱含馬爾可夫模型（HMM）專家系統(tǒng)48第48頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月指紋識別——指紋庫49第49頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月指紋識別——識別結(jié)果50第50頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月DGA中的ANN例

Y1Y2Y3Y451第51頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月對某油浸變壓器DGA的分析

正常過熱火花電弧52第52頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月單神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類能力的比較

53第53頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月援例推理綜合診斷模型的結(jié)構(gòu)示意54第54頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月不同檢索方法在援例檢索中的正判率(％)

55第55頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月一種綜合診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框圖例

56第56頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月CLP油中溶解氣體分析專家系統(tǒng)

國際標(biāo)準(zhǔn)CigreWG1501IEC60599DL/T722-2000IEEEC57.104基于CLP數(shù)據(jù)及經(jīng)驗提出知識規(guī)則每年分析超過7000條樣本W(wǎng)arningLevelAnalysisTrendingAnalysis57第57頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月一種已實現(xiàn)的診斷專家系統(tǒng)框圖Y過熱放電導(dǎo)電回路

過熱導(dǎo)磁回路

過熱涉及

固體絕緣不涉及

固體絕緣三比值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、

援例分析作第二次判斷三比值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、

援例分析作第二次判斷三比值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、

援例分析作第一次判斷輸入電氣試驗、附件及

外觀檢查等異常信息N附件故障內(nèi)部故障判斷套管、風(fēng)扇、

油泵等附件故障基于粗糙集的

故障診斷較詳細(xì)的故障類型、

相關(guān)案例與建議色譜異常？輸入油色譜試驗數(shù)據(jù)綜合診斷58第58頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月為建設(shè)智能電網(wǎng)，必須總結(jié)經(jīng)驗，找出薄弱及不足處。方向I積極引用有效、性價比高的各類檢測手段，特別是對關(guān)鍵設(shè)備及薄弱環(huán)節(jié)。高壓一次設(shè)備的數(shù)字化轉(zhuǎn)換提高在線監(jiān)測的效果，使得數(shù)字電網(wǎng)更加智能化V小結(jié)59第59頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月方向II研發(fā)狀態(tài)分析診斷系統(tǒng)，逐步實現(xiàn)自我智能診斷、自我智能調(diào)整等能力。60第60頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月方向III掌握設(shè)備狀況還要為運(yùn)行、擴(kuò)改建等服務(wù)，即努力實現(xiàn)全壽命優(yōu)化、為全局性的資產(chǎn)管理服務(wù)。61第61頁，課件共62頁，創(chuàng)作于2023年2月方向IV對在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展過程中的認(rèn)識不足問題將某些設(shè)備、某些技術(shù)在推廣過程中的薄弱環(huán)節(jié)誤認(rèn)為在線監(jiān)測的先天缺陷，難以克服提高，以至于部分人對該技術(shù)發(fā)展、推廣抱有觀望、否定