陳城

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司儀征市供電分公司 江蘇 儀征 211400

引言

電力系統(tǒng)是我國社會發(fā)展的重要組成部分，其電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性會影響社會生產(chǎn)中電力和工業(yè)電力的運(yùn)行情況。如今電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，對于電網(wǎng)運(yùn)行的安全性也提出了更高的要求，這就有必要對變電運(yùn)維帶電檢測技術(shù)的具體應(yīng)用展開研究，以確保變電運(yùn)維的時(shí)效性。

1 相關(guān)概述

1.1 帶電檢測技術(shù)意義

在過去的很長一段時(shí)間里，變電設(shè)備檢修都采用定期檢修與故障檢修結(jié)合法。但是在科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與電網(wǎng)荷載規(guī)模的不斷擴(kuò)大中，傳統(tǒng)的變電設(shè)備檢測方法已經(jīng)越來越無法滿足電網(wǎng)的實(shí)際運(yùn)行檢測需求。尤其是在近年來，隨著變電設(shè)備及其檢測技術(shù)的發(fā)展，少維護(hù)和免維修形式的設(shè)備也得到了大量應(yīng)用。在這樣的情況下，很多傳統(tǒng)的變電設(shè)備檢測技術(shù)都開始被徹底取代，帶電檢修技術(shù)也由此開始了廣泛應(yīng)用。帶電檢測技術(shù)最大的優(yōu)勢在于可在輸電、變電以及配電設(shè)備正常運(yùn)行的情況下對其進(jìn)行狀態(tài)檢測，并使其缺陷部位得到精準(zhǔn)確定，缺陷程度得到定量分析。這不僅是傳統(tǒng)變電設(shè)備運(yùn)行檢測中難以達(dá)到的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也可以盡最大限度保障供電效果，實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備運(yùn)行可靠性的顯著提升。

1.2 變電運(yùn)維意義

在電網(wǎng)規(guī)模擴(kuò)大的過程中，變電站的數(shù)量不斷增加，需要每天維護(hù)和維護(hù)大量的電力設(shè)備、設(shè)施，以確保變電站穩(wěn)定運(yùn)行。采用傳統(tǒng)的管理模式依賴于專業(yè)技術(shù)人員管理變電站的各種設(shè)備，定期運(yùn)行維護(hù)，受設(shè)備離散等因素的影響，操作維護(hù)活動難以保證及時(shí)高效地進(jìn)行，從而使變電站運(yùn)行承受較高的安全風(fēng)險(xiǎn)。供電正常關(guān)系到社會發(fā)展，我國用電量逐漸上升。變電站的運(yùn)行維護(hù)對電力系統(tǒng)的運(yùn)行質(zhì)量和數(shù)量有著非常重要的影響，要定期實(shí)施檢測，組建運(yùn)維小組，管理電站運(yùn)維，可以將小組分為兩個(gè)小組，一個(gè)是運(yùn)行組，另一個(gè)是檢測組。加強(qiáng)變電站的日常運(yùn)維工作，并在此基礎(chǔ)上保證電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量。

2 變電運(yùn)維風(fēng)險(xiǎn)

2.1 環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)

在電力系統(tǒng)實(shí)際工作中，因?yàn)槠鋵\(yùn)行環(huán)境的要求非常高，外部的任何變化都有可能對電力系統(tǒng)變電運(yùn)維產(chǎn)生一定的影響，尤其室外環(huán)境往往比較復(fù)雜，基于不同的氣候類型，雨、雪、寒潮、潮濕或過熱的天氣都有可能使電力系統(tǒng)變電運(yùn)維過程中出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)，而往往這些因素又是突然性的，變電運(yùn)維人員很少提前進(jìn)行防護(hù)，在這種情況下，電力系統(tǒng)就很有可能受到較大損害，使得變電運(yùn)維工作中很難及時(shí)察覺一些隱藏風(fēng)險(xiǎn)，增加安全隱患發(fā)生的可能[1]。具體來說，在凝露環(huán)境下，電力系統(tǒng)金屬導(dǎo)電部位就很容易受到潮濕環(huán)境的影響，從而出現(xiàn)不同程度被腐蝕的情況，造成直流短路接地，甚至還會出現(xiàn)二次線短接的問題，而如果此時(shí)開關(guān)路閘回路，還會出現(xiàn)誤開、誤關(guān)的問題，引發(fā)停電；此外，高壓環(huán)境下室內(nèi)濕度很容易受到室外環(huán)境的影響，在這種情況下，開關(guān)柜內(nèi)就很容易出現(xiàn)凝露情況，再加上大多開關(guān)柜的絕緣瓷瓶并不會進(jìn)行防水處理，凝露的出現(xiàn)就會使其絕緣性大大降低，嚴(yán)重還會出現(xiàn)爬電的情況，甚至還會引發(fā)事故。

2.2 人員風(fēng)險(xiǎn)

電力事業(yè)的飛速發(fā)展對供電企業(yè)的日常運(yùn)維管理提出了更高的要求，供電企業(yè)由于歷史原因針對許多方面的管理制度仍存在不完善、欠缺，這就導(dǎo)致了工作人員在日常作業(yè)的過程中缺乏有效的制度管理，其工作沒有順序可言從而導(dǎo)致其產(chǎn)生危險(xiǎn)發(fā)生。其次就是供電企業(yè)的工作人員在作業(yè)的過程中缺乏安全意識，不按照相應(yīng)規(guī)定構(gòu)建安全措施，這也是導(dǎo)致其產(chǎn)生危險(xiǎn)的原因。而這兩點(diǎn)因素與工作人員自身的作業(yè)開展的自身專業(yè)素質(zhì)和安全意識有著非常大的關(guān)系。

2.3 自然風(fēng)險(xiǎn)

在電網(wǎng)系統(tǒng)中大多數(shù)設(shè)備都是暴露在自然環(huán)境中，在設(shè)備運(yùn)行過程中自然環(huán)境條件就會對其運(yùn)行狀態(tài)產(chǎn)生影響。在不同的地區(qū)，電力設(shè)備受到自然環(huán)境的影響是不相同的。例如，在北方地區(qū)冬天氣溫比較低，電力設(shè)備或者是輸電線路上會結(jié)冰并附著在電力設(shè)備上，對電力設(shè)備造成了極大的影響。夏季南方地區(qū)的氣溫相對比較高，電力設(shè)備在運(yùn)行的過程中會產(chǎn)生熱量，周圍環(huán)境溫度過高對電力設(shè)備的散熱會產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致其散熱效果不佳，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備產(chǎn)生故障。另外，天氣環(huán)境中的雷電對電力設(shè)備的影響也是比較大的，甚至?xí)苯訉?dǎo)致電力系統(tǒng)故障。

3 變電運(yùn)維中帶電檢測技術(shù)分析

3.1 超聲波信號檢測技術(shù)

如果變電設(shè)備發(fā)生放電等異常現(xiàn)象，可以利用超聲波信號檢測技術(shù)，通過行波將信號傳輸?shù)皆O(shè)備表面。超聲波信號技術(shù)與紅外測溫技術(shù)有類似的支出，不受電磁場的影響和干擾。另外，當(dāng)超聲波技術(shù)與紅外傳感技術(shù)不同時(shí)，可以應(yīng)用于大型電容器和氣體絕緣開關(guān)的電檢測。在具體工作中，超聲波信號檢測技術(shù)主要用于設(shè)備的放電檢測，其中兩個(gè)方面，分別是配電變壓器開關(guān)設(shè)備以及和斷路器。此外，該技術(shù)還可以檢測無法直接使用肉眼看到的故障。配電設(shè)備和電纜終端放電引起的振動幅度通常較小，這一點(diǎn)需要引起重視，如果此時(shí)使用超聲波信號檢測技術(shù)實(shí)施檢查與測量，那么檢測結(jié)果極可能出現(xiàn)偏差，導(dǎo)致準(zhǔn)確性無法保證。

3.2 介質(zhì)損耗帶電檢測技術(shù)

介質(zhì)損耗電檢測技術(shù)的應(yīng)用主要是通過檢查高壓開關(guān)柜中絕緣材料的性能水平來確定絕緣材料的絕緣性能是否在指定范圍內(nèi)，從而判斷高壓開關(guān)齒輪裝置的運(yùn)行是否存在問題。檢查絕緣材料的過程中，如果實(shí)際局部熱量超過正常值，就表示絕緣材料出現(xiàn)了損壞，當(dāng)絕緣材料損壞時(shí)，有可能導(dǎo)致局部放電故障出現(xiàn)，安全風(fēng)險(xiǎn)較大，就需要根據(jù)實(shí)際損壞的情況，選擇更換新的絕緣材料或者進(jìn)行相應(yīng)的修復(fù)處理。

3.3 電容量與介損檢測技術(shù)

在高壓套管、電流變壓器等設(shè)備中，電容和介質(zhì)損耗檢測技術(shù)具有良好的適應(yīng)性。發(fā)揮介質(zhì)損耗檢測設(shè)備的實(shí)際功能，對電容型設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確檢測，包括電流泄漏、介質(zhì)損耗值等。容量檢測可以應(yīng)用零通量傳感器，確保所獲得泄漏電流值的準(zhǔn)確性。從泄漏電流及所采集母線電壓入手，經(jīng)計(jì)算后確定電容量，以相位比較法為輔助，就介質(zhì)損耗開展具體分析，以頻譜分析法為支持，了解電壓狀況及電流基波，準(zhǔn)確獲得介損值，滿足電容型設(shè)備的實(shí)際需要。

3.4 無線電干擾電壓檢測技術(shù)

無線干擾電壓檢測技術(shù)也稱為RIV技術(shù)，這種電磁波可以利用無線電干擾電壓表進(jìn)行干擾電壓檢測，因此可以檢測到變電設(shè)備的局部放電問題。在國外，無線電干擾電壓表是變電設(shè)備局部放電檢測中的主要設(shè)備，而在國內(nèi)，主要的應(yīng)用檢測設(shè)備是射頻傳感器[2]。其中，Rogowski型線圈電流傳感器是最常用的一種檢測傳感器，該傳感器起源于20世紀(jì)80年代的英國，在1996年，有學(xué)者對其做了進(jìn)一步的改進(jìn)，進(jìn)而以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出了一種寬頻形式的電流傳感器。該寬頻傳感器可以進(jìn)行大型變電設(shè)備局部放電的在線監(jiān)測，實(shí)用性非常強(qiáng)，并獲得了國家發(fā)明專利。目前，蘭州西固熱電廠以及山西秦嶺發(fā)電廠等的很多電廠變電設(shè)備局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)中都應(yīng)用了此類傳感器。后來，這種傳感器又被應(yīng)用到了大型汽輪發(fā)電機(jī)和變壓器機(jī)組中，并發(fā)揮出了良好的應(yīng)用效果。在通過該方法進(jìn)行變電設(shè)備局部放電檢測的過程中，需要將環(huán)境溫度控制在10～40 ℃，使變壓器溫度與測試中的環(huán)境溫度基本保持一致。

3.5 超聲波檢測

由于超聲波信號衰減快，遇到開關(guān)柜時(shí)信號衰減嚴(yán)重，一般在電源1米外很難檢測到超聲波局部放電信號，在開關(guān)柜檢查中使用非接觸傳感器，需要在機(jī)柜間隙進(jìn)行移動檢測，因此超聲波能檢測到的放電信號范圍小，容易錯(cuò)過。在開關(guān)齒輪超聲波局部放電檢測中，要接近機(jī)柜縫隙，進(jìn)行緩慢移動的檢查，并逐一檢查機(jī)柜前后的所有縫隙和通風(fēng)口等部位。有效值和周期最大值明顯高于背景值，50Hz頻率成分的幅值小于100Hz頻率成分，且耳機(jī)中能夠聽到明顯的放電聲音，可以判斷該開關(guān)柜存在局部放電現(xiàn)象，放電類型為絕緣放電。

3.6 高頻局部放電檢測技術(shù)

高頻局部放電檢測技術(shù)提供信號檢測和快速速度，一般能快速檢測到的信號頻率為3～30MHz。通過高頻感應(yīng)裝置收集設(shè)備故障發(fā)生放電現(xiàn)象時(shí)產(chǎn)生的脈沖電流，并將脈沖電流輸入相應(yīng)的感應(yīng)裝置[3]。感應(yīng)裝置不僅能自動處理收集的信號，還具備更多的功能，并具有將信號中干擾信號實(shí)施分離操作，同時(shí)可以處理放電信號，并在此過程中消除由于信號產(chǎn)生的噪聲，將所有干擾因素消除后，才能將放電故障判斷結(jié)果總結(jié)出。采用高頻局部放電檢測技術(shù)檢測結(jié)果具有超高檢測性。

4 變電設(shè)備帶電檢測技術(shù)應(yīng)用措施

4.1 采用專業(yè)化管理模式

隨著變電設(shè)備電氣檢查工作的順利推進(jìn)，應(yīng)高度重視電氣檢查設(shè)備的管理和維護(hù)，促進(jìn)其使用功能的最大化。本部分以電氣傳感設(shè)備為對象，從管理實(shí)施、設(shè)備使用、存儲和維護(hù)的角度出發(fā)，開發(fā)和完善相關(guān)系統(tǒng)，指派專家確保電氣傳感系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和可行性。帶電檢測設(shè)備管理方面應(yīng)當(dāng)建立責(zé)任制度，強(qiáng)化工作人員責(zé)任意識，規(guī)范有序落實(shí)帶電檢測設(shè)備管理工作，保證管理質(zhì)量與效果，優(yōu)化帶電檢測設(shè)備使用性能，檢測數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度也能夠得到保證。

4.2 應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)評估管理模式

電力企業(yè)要有意識地構(gòu)建科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評估管理模式，作為一種新的管理系統(tǒng)，更科學(xué)地識別和評估風(fēng)險(xiǎn)，使變電運(yùn)行和維護(hù)人員能夠更具體地處理。因此，變電運(yùn)維人員應(yīng)充分了解電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，依靠風(fēng)險(xiǎn)評估管理系統(tǒng)準(zhǔn)確計(jì)算故障發(fā)生的平均概率[4]。之后，結(jié)合變電運(yùn)輸過程中的風(fēng)險(xiǎn)情況，建立了科學(xué)的風(fēng)險(xiǎn)評估體系，并對當(dāng)前變電運(yùn)輸過程中的各種風(fēng)險(xiǎn)因素制定了應(yīng)對計(jì)劃；然后，根據(jù)之前制定的風(fēng)險(xiǎn)等級，對變電運(yùn)維中的各種風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行等級劃分，并針對不同等級的風(fēng)險(xiǎn)制定相應(yīng)的解決方案。在這樣的風(fēng)險(xiǎn)評估管理模式中，變電運(yùn)維人員能夠獲取大量的變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，并根據(jù)數(shù)據(jù)及時(shí)分析出變電運(yùn)維過程中的潛藏風(fēng)險(xiǎn)，精準(zhǔn)識別，科學(xué)定位，將風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的苗頭扼殺在“搖籃”里，降低隱藏風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的可能，為變電運(yùn)維工作的效率和質(zhì)量提供保障。

4.3 應(yīng)用遠(yuǎn)程智能管理系統(tǒng)

以變電站的智能建設(shè)為背景，利用視頻監(jiān)控系統(tǒng)、移動辦公系統(tǒng)等多種輔助系統(tǒng)，開始了運(yùn)營和維護(hù)工作。但是，如果系統(tǒng)之間的合作不順暢，依賴人員操作系統(tǒng)將使運(yùn)維人員承受更大的工作負(fù)擔(dān)，變電站運(yùn)行存在安全風(fēng)險(xiǎn)。應(yīng)用遠(yuǎn)程智能管理系統(tǒng)開展運(yùn)維工作，可以通過運(yùn)維中心二級組網(wǎng)實(shí)施遠(yuǎn)程管理。在變電站內(nèi)各子站設(shè)置檢驗(yàn)單元，全面收集變電站運(yùn)行數(shù)據(jù)，在主站監(jiān)控中心匯總分析，為運(yùn)維活動開展提供支持 。依靠智能化技術(shù)，即便網(wǎng)絡(luò)發(fā)生中斷，系統(tǒng)依然可以通過整理存儲信息開展運(yùn)維業(yè)務(wù)，加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和維護(hù)檢驗(yàn)，輔助人員制定科學(xué)檢修計(jì)劃，推動運(yùn)維工作規(guī)范化開展。

5 結(jié)束語

帶電檢測技術(shù)對變電運(yùn)維工作運(yùn)行有重要作用，利用帶電檢測技術(shù)為變電運(yùn)維工作適應(yīng)電力系統(tǒng)良好運(yùn)行提供基礎(chǔ)保障，同時(shí)運(yùn)維工作人員也能依靠先進(jìn)方法與技術(shù)手段做好運(yùn)維工作。變電設(shè)備帶電檢測技術(shù)的應(yīng)用，需要加大高端儀器的研發(fā)與普及力度，增進(jìn)信息溝通，實(shí)施專業(yè)化管理，從而確保變電設(shè)備使用功能的最大化發(fā)揮，供電服務(wù)的穩(wěn)定性也得到保證。