(1) 电晕声或放电声音监测
监测变电站内高压设备电晕声或放电声,识别声音异常,检测出不正常放电。 (2) 高压断路器和隔离开关动作声监测
识别高压断路器和隔离开关声音变化,从而判断机械部分工作是否正常。 (3) 振动声监测
监测变压器等设备工作振动声是否有变化,用以判断变压器工作状态。 (4) 局部放电超声远方传输技术
现行变压器超声局放信号是现场测量,并判断变压器内部是否有局部放电。利用多媒体技术可以把放电超声信号变成数字信号后远方传输,在远方分析超声局放信号。 (5) 图像识别技术
利用图像识别技术可以辨别设备异常。例如,变压器漏油或油位异常等现象不容易用在线监测方法判断或判断困难,利用图像识别技术,可以从远方识别异常。 (6) 红外图像识别技术
与上述图像识别技术相同,但识别原始图像是红外图像。识别内容是判断设备温度分布是否正常、是否有过热点等。把红外图像监测仪装载在移动式机器人上可进行巡回监测。用红外图像可以监测导线接头、开关触点温度等,用以代替接触电阻测量。 (7) 图像远方传输技术
当图像识别困难时,可利用图像远方传输技术,把图像从无人变电站传出,在远方人工识别图像。
9.3 在线监测虚拟现实技术
虚拟现实技术是一项正在不断开发和完善中新技术。该项技术利用数字头盔测出使用者头部移动信号,利用数字手套等测出使用者手部动作模式,在使用者戴眼镜显示器上显示出三维图像。当使用者头部转动时由头盔检测出头部位移,虚拟现实系统提供视角变化后图像,给使用者身临其境感觉。利用虚拟现实技术可由数字手套检测出使用者手部动作意图,再控制远方设备。
如果利用虚拟现实技术,并在变电站一侧准备实际摄像机,由远方使用者数字头盔和数字手套检测到使用者动作,并经远程控制系统实时控制现场摄像机,把摄像机摄到图像实时传回,显示到使用者眼镜显示器上就形成了远程在线监测虚拟现实环境。该在线监测系统实际上是利用虚拟现实技术图像远传系统。
9.4 全球定位系统(GPS)技术应用
利用GPS技术可解决变电站内监测用移动机器人定位,简化变电站内监测用自由移动机器人导航问题。
除地理定位信息外,GPS还可提供精确时间基准。因此用GPS信号做为时基采集信
号,都能保证高精度同步性。在介质损耗测量、避雷器阻性电流测量等需要与电压信号相位比较时都可以利用GPS。该方法利用GPS在变电站内给出统一、同步数字化无线TV电压信号。利用该信号,现在使用需要TV比较信号在线监测系统都不再需要另接TV信号。
9.5 利用暂态过电压
在线监测系统在进行常规测量时,设备上施加电压就是系统额定电压。利用产生过电压时迅速测量被测参量方法,可以部分地解决在线监测无法测量高于运行电压下被测参数问题。由于过电压随机性和较高等值频率,而且等值频率还可能随时间变化,要求测量系统具有良好动态测量特性。对于过电压下等值换算问题,还需要研究和积累经验。
9.6 其他技术
在线监测许多技术并不是原始技术典型应用,有些方法似乎十分离奇,但离我们并不遥远。下面举例说明部分这样在线监测方法。 (1) 利用记忆合金过热点监测
该方法是在可能产生过热点地方放置带有金属板记忆合金丝。在低于设定温度情况下该金属板与高压部分相连,保持与高压部分同电位。当温度高于设定温度时,记忆合金丝使金属板脱离高压带电部分,成悬浮电位,并形成该金属板与高压带电体局部放电,辐射无线电干扰。用无线电接收该干扰信号,就可以发现变电站内是否有过热点。该系统已在日本试用。 (2) 智能绝缘子
智能绝缘子设想是寻找在高电场下阻值变低材料,并用于绝缘子。在高场强部分阻值自动降低,场强低部分阻值升高,可以根据污秽情况,自动调节绝缘子串电压分布,直接减少在线监测系统工作量。 (3) 避雷器受潮新测量方法
在避雷器内预先放置一定营养基和有色霉菌。在避雷器内受潮后霉菌开始繁殖。从透视窗观察霉菌繁殖情况(营养基显示片变色),可判断避雷器受潮。 (4) 温变材料应用前景
这是设想把变压器金属罩用透明材料制造(或局部用透明材料制造)后,使用温变色变压器油。该变压器油具有在不同温度下呈现不同颜色特点,因此可以不用仪器而直接观察变压器内温度分布。 (5) 高温放味系统
该系统是在可能产生高温地方放置香料包。该香料包外包装根据不同报警温度制造。当达到预定报警温度时外包装溶化,香料包放出香味。香味可按不同位置选择不同味道,以便查找过热点。该系统已在日本试用。
9.7 结语
电气设备在线监测技术发展日新月异,但也要看到许多新技术和在线监测手段还都处于实验阶段,并不十分完善。有些人们认为是很简单事情,现今技术却无能为力。例如,我们有了良好数字化声音传输系统和图像传输系统,却没有任何把发生烧坏设备焦糊味道进行传输设备,因为味-电转换目前还是个空白。虽然现今有“电子鼻”等传感器能够对一定气味作出反应,但实用味道检测和传输系统(包括气味和口味至今还没有问世)。
电气设备在线监测技术是伴随着计算机和测量技术等多学科发展起来综合性技术,是电力工业新兴发展技术,在线监测技术在电力工业中必将逐渐成为状态检修中不可忽视核心技术,伴随着逐步实行状态检修,在线监测技术必将得到更快发展。
10 实施状态检修中其它问题[1]
状态检修不单是技术方面问题,更是观念更新,体制创新和管理改革及高素质人员要求,下面对这几个问题简述如下。
10.1 开展状态检修需要观念更新
实施状态检修需要改变人们传统预防性检修思维方式,同时又要逐步地用变化观念去解决技术及管理问题。应该认识到在实施状态检修及管理工作中,不可能寻得一种快速、一次性解决所有问题方法,这样系统工程不可能在短期内完成。实践证明,观念更新和脚踏实地从基础工作做起是实施状态检修关键之一。
10.2 开展状态检修需要体制创新
电气设备定期检修制度及方法一般都是通过相关规程、条例得以体现。而实施状态检修首先在剖析现行各专业规程基础上,结合设备现状制定出一个可靠、有效、客观指导性文件。如对专业规程规定技术条件、标准、工艺等原则上要执行,而对设备检修“周期规定”要逐步改革,并对检修内容及方法进行改进,对事故责任追究亦作相应客观而合理改变,使之有利于状态检修试行和逐步发展,并在实践中积累经验,完善制度。
10.3 开展状态检修需要加强管理
开展状态检修工作首先要领导重视,在科学管理基础上,领导要敢于承担技术责任,要建立起负责、策划、组织、协调并指导状态检修工作领导小组,以协调变电、配电、检修、继保、试验及其它相关专业部门分工、配合、衔接、实施等各项具体工作。 状态检修是一种先进科学技术手段,需要科学管理手段支撑。状态诊断主要是建立在大量数据统计分析析基础上,随着计算机管理信息系统普及及推广应用,建立设备动态档案管理系统就显得十分必要。目前一些供电企业已与某些大学或科研院所合作开发状态检修计算机信息管理专家系统,并利用这类系统逐步实现检修管理工作标准化、程
序化、准确化,实时分析每台设备状态并进行状态变化趋势分析,减少了数据分析、统计、比较工作中工作量和误差率。有供电企业已经做到现场试验带笔记本电脑进行试验数据录入、现场历史数据查询等先进设备检修管理手段,对进一步开展状态检修工作打下了良好基础。
10.4 开展状态检修需要提高人员素质
状态检修涉及变压器、互感器、开关、配电、继电保护、自动化、避雷器、电缆、带电作业、高压试验、油务试验、仪器试验、仪器仪表、起重、运输等多个专业工种,需要各类专业人员协同工作。特别是大型发变电站设备检修、预试,均需要大量专业人员参与。从变电检修工作特点看,变电检修人员必须是专职人员,才能确保变电检修工作质量。应该说,在工作量不充分饱和情况下增加设置变电检修专职人员是不符合效率原则,只有将变电检修工作适当集中,才能最大程度地提高检修工作中劳动生产率。这就需要高素质检修人才队伍。同时,随着高电压等级发变电站增多、带电作业增多、状态检修推行等,对人员素质提出了更高要求。因此,迫切需要加强对专职人员技术培训,素质培训,努力提高专职人员综合素质。
参考文献
[1] 常州供电局:电气设备状态检修策略认识与实践,《电气设备状态检修和在线监测
论文集》2000.1.8,江苏省电机工程学会,江苏,常州。
[2] 孙惟东等:发电设备实施状态检修总体思路,《电气设备状态检修和在线监测论文集》2000.1.8,江苏省电机工程学会,江苏,常州。
[3] 陈伟根.2000.6,以油中多种气体为特征量变压器绝缘在线监测及故障诊断技术
研究,重庆大学博士学位论文。 [4] 孙才新,陈伟根等.2003.电气设备油中气体在线监测与故障诊断技术,科学出版社。 [5] H. R.斯勒等,用于状态检修系统运行及实验,1998年国际大电网会议报告。 [6] 中国电科院高压所,关于制订《电气设备状态检修规程》思路。
发电厂电气设备绝缘的状态维修技术
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