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1、1智能電網中的電力設備狀態(tài)檢測技術及其進展董明嚴璋西安交通大學2010年4月2一、前言二、電力設備狀態(tài)檢測與在線監(jiān)測技術新進展三、智能電網中的狀態(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/標準進步設備老化智能計量/需求響應環(huán)保壓力成本上升電力需求增長4科學技術進步是基礎智能電網基礎技術產業(yè)發(fā)展電子計算機通訊分布電源蓄能技術智能設備智能電網特征智能電網現(xiàn)代電力技術現(xiàn)代測控技術計算機技術電力電子技術通信技術傳統(tǒng)輸配電網6隨著電網資產規(guī)模
2、的擴大、設備數(shù)量的增加、技術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，提高設備的健康水平和使用壽命，降低電網運行維護成本，對于保證電網安全、改善電能質量、提高供電可靠性和資產運營效率，都具有重要的作用——狀態(tài)檢修是智能電網建設中的關鍵一環(huán)。II電力設備狀態(tài)檢測與在線監(jiān)測技術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生1415在線測溫的關鍵部件溫
3、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油箱壁安裝方式21運行——動態(tài)負荷HotspotTopOilLoad22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行試驗23紅外熱成像測試技術原理：用紅外線熱像儀來捕捉（接收）物體表面發(fā)出的紅外輻射，
4、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：是被動的、非接觸式的檢測。在設備運行狀態(tài)時測試。遠距離、準確、實時、快速、簡便、安全、可靠、直觀。24紅外檢測實例——導線華中至上海500kV線路孝感段巡檢導線連接處；距離50m緊急缺陷（256oC），現(xiàn)場帶電作業(yè)25紅外檢測實例——線路絕緣子26紅外檢測實例——隔離開關27紅外檢測實例——斷路器28紅外檢測實例——PT29紅外檢測實例——避雷器30紅外檢測實例——CTtand:3.1%超標(標準1.0%)DGA:(
5、ppm) H2:73714 CH4:13749 C2H6:1884 C2H4:125 C2H2:7總烴:15766嚴重超標31紅外檢測實例——高壓電纜32用吊艙進行線路航測紅外診斷的局限性1)由于環(huán)境因素的影響，設備散熱、傳熱條件不同，這樣所測得的發(fā)熱點相對環(huán)境溫度的溫升存在誤差，必然帶來熱缺陷判斷的誤差；2)只能觀察設備表面溫度分布，對于設備內部過熱點（電纜接頭、GIS內部接頭、斷路器觸頭等），很難確定其警戒溫升。3)不同設備、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各不相同，以及測量的誤差和參考點選取的隨機性，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確。
6、目前的紅外診斷技術側重于紅外圖譜的定性分析，受人為因素的影響比較大GIS內部溫度等值曲線圖（設線芯溫度為368.613℃）35紫外線成像通過觀察設備的“電暈”及“電氣放電”“電弧”來判斷設備的故障所在位置斷股，污染，裂紋等現(xiàn)象與紅外互補36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37紫外成像——污染、破損絕緣子38用紫外法監(jiān)測帶電水沖洗電介質響應測量方法油箱保護高壓繞組低壓繞組高壓電源主絕緣~電流表物理性質測量:紙板及絕緣油的導電率界面極化影響因素:絕緣幾何
7、尺寸溫度受潮程度可導電的老化產物40時域及頻域的方法時域：回復電壓(RVM)極化/去極化電流(PDC)頻域：頻域譜法(FDS)缺點：?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率0,1101001000110100100010000時間(s)I((nA)1低highlow油電導率高IdepIpol絕緣幾何尺寸碳納米管
