2022年高压电气设备状态检修技术研究.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高压电气设备状态检修技术讨论【摘要】 高压电气设备的良好运行,对供电的牢靠性和安全性具有重要的意 义;本文就高压电气设备的状态检修流程、检修的方法、具体应用,以及提升 高压电气设备状态检修技术的措施进行分析,以期对降低电力设备故障的发 生,进而降低电力系统缺失有所启示;【关键词】 高压;电气设备;状态检修;技术 引言 随着时代的进展和科技的进步,电力工业也正发生着巨大的变化;运算机 技术、通讯技术、新型检测技术与传感器技术等越来越在电力工业的安全保证 中发挥巨大的作用,特殊是极大地提高了高压电气设备的可用性,降低了其维 护成本;同时,各种智能型
2、高压电气设备不断面世投入使用,这些新型高压电 气设备与传统的高压电气设备相比,其牢靠性更高、使用寿命更长、故障类型 也不尽相同,传统预防性的定期检修体制已不能满意时代的要求;此外,我国 电网规模及容量不断扩大,用户对供电质量要求也在日益提高,电力设施检修 治理的重要性不言而喻;如何采纳正确检修方式低成本地保证电气设备安全运 行、提高其牢靠性及降低故障事故率,是近年来电力生产、治理、科研等部门 共同探讨的热门话题;状态检修体制以其巨大的技术优势越来越受到业界人士 的关注,并已在实践中产生了巨大的经济与社会效应;必要性分析 我国长期以来对电气设备实行定期检修模式,即考虑设备的共性而忽视个 别设备的
3、个性,为此电力系统部门仍制订了相应的行业标准电力设备预防性 试验规程;尽管定期地进行预防性试验和修理对于排除某些事故隐患和降低 故障率的确发挥了肯定的积极作用,但随着电气设备质量及技术治理水平的提 高,定期检修制已暴露出其技术劣势,越来越不适应行业与时代的要求,而基 于设备状态的视情修理状态检修模式却越来越展现出其巨大的技术优势;定期检修 定期检修是以时间为依据的预防性修理体制,即依据体会和统计资料,为 保证设备完好并处于肯定水平而进行的定期修理体制;我国长期以来执行的正 是这种定期预防性修理体制;不行否认,其在排除故障隐患、保证高压电气设名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共
4、 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 备安全方面发挥了巨大的作用,但是这种检修模式也有其固有的不足,而且随 着技术的进步,这些劣势越来越明显:(1)定期检修大多是在设备停止运行条件下进行的,这极大地影响了设备 的正常运行,削减设备的可用时间而使不行用时间增加,降低了运行有效度,而且极易造成检修过剩或检修不足,因废弃很多尚可应用的零部件和增加不必 要的拆装次数,使得修理费用大大增加,针对那些仅在设备运行时才能暴露出 的问题更是束手无策;(2)不同设备的正常运行条件往往不同,有些在尚未到修理周期已经存在 故障,有的仍不易发觉,特殊更难以预防由于随机因素引起的偶发性故障;对 电
5、气设备预防性试验时,试验条件往往不同于设备的正常运行条件,有些已经 存在的故障不易发觉,致使有些经预防性试验认为“ 合格” 的设备,投运后不 久仍发生重大事故;(3)有些原来没有故障的正常设备,经频繁拆卸进行修理后复装时,反而 引人了为的新的事故隐患;例如,有的电气设备在复装时因紧固螺栓未拧到位 而引入导流回路连接故障,或因密封不良而引入受潮故障,或因不慎掉入杂质 而造成绝缘介质劣化,有的变压器套管因未排气而造成缺油等;状态检修状态修理体制是在20 世纪 70 岁月初期进展起来的一种较先进的设备修理体制;这种修理体制不再以时间为依据进行常规的定期检测试验与修理,而是 亲密追踪监测每台设备具体运
6、行技术状态的进展、变化情形,并依据规范化的 状态监测结果,把握设备运行状态(或设备故障)演化的情形和恶化的程度,对故障设备的修理做到心中有效,实现“ 无病不修,有病才修,修必修好” ;因此,有人也把设备的状态修理称为“ 视情修理” 或“ 预知修理” ;当前,状 态修理具有如下优点:(1)降低了修理次数,延长大修时间间隔,缩短修理时间,可以削减停运 缺失,提高设备牢靠性和运行有效度,提高设备利用率和生产率,节省设备维 修费用、降低设备全寿命周期成本;(2)状态修理体制往往是以设备运行状态下的在线监测结果为依据进行的 修理,所以能够预报故障的发生时间和起因,可以有效地防止发生意外的突发名师归纳总结
7、 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 事故;(3)状态监测能够猜测已有故障隐患对设备其他零部件的影响与作用,可以排除设备已有故障诱发的二次性损坏;由于状态检修具有上述巨大的技术优势,所以,国内外工业界以及学术界,都非常重视讨论和推广这种修理体制;我国电力系统多次召开专业学术会议,沟通和推广状态监测与状态修理方面取得的成果;大量的实践也证明 , 以往定期检修中陪试率和陪修率高达 盲目性,每年削减设备爱护费95%以上 , 而状态检修削减了停电试验和检修的 25% 50% , 削减停电时间 75% 1;可见,实施基于设备状态的状态检修体
8、制既是趋势更是要求;1. 高压电气设备的状态检修流程相较于定期检修,状态检修需对每台设备的运行状态,与以往的定期检修 不同,状态检修必需在综合分析每台设备运行中的状态和设备的健康状况的基 础上,分门别类地确定检修时间和检修工程,合理地科学地进行预防性试验和 检修,以提高电气设备的供电牢靠性;这样就需在设备制造时,在其适当部位 安装采集状态信息的机载在线监测传感器,或在运行设备上设置状态监测用的 各种外表和报警系统,进行接触式故障信息监视,获得设备实时状态信息,并 进行相应的分析对设备的状态进行评估,以确定是否反常,并实行必要的爱护 处理,对高压电气设备进行状态检修的基本流程如图 1;图 1 高
9、压电气设备的状态检修流程图名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.1 基础数据的猎取 为了实施状态检修,数据支持是关键;数据分析为状态检修实现的基础;高压电器设备状态检修诊断和评估的数据猎取,除在线监测所得的实时数据,仍应包含设备从设计到报废整个过程的静态数据,如交接资料、出厂资料,以 及投入运行后的检修数据和试验数据,在全面的数据支持下,对设备状态实施 精确、牢靠并且全面的判定,并且对后续的保养和爱护工作具有有主要的意 义;1.2 在线监测高压电器设备状态信息的猎取,对于其检修具有重要的作用;为此,应对 其实行必要
10、的在线监测策略;就目前应用的高压电器设备而言,其检测的主要 内容包括在线监测、带电检测,以及离线试验或检测;尽管在实施带电检测 时,便不需要采纳停机操作,但由于其检测为具有目的性、间断性的试验;从 某种角度而言,具有较大的随机性,致使其不能够对高压电器设备运行状况的 实时连续信息进行反映;因此,需要对高压电器设备实行在线监测,通过相应 状态系统的应用,采集并预警能够反映早期故障的运行参数信息,便于后续的 诊断和分析;1.3 状态评估在猎取高压电器设备的运行参数和静态技术参数之后,需对所猎取的信息 进行相应的处理,进而猎取设备的有效状态信息,特殊需要明确设备故障模 式、故障演化趋势和故障部位同实
11、时数据之间的关系,对高压电气设备的设 计、生产和安装等相应的工作进行指导;在目前,较为常用的故障诊断方法包 括案例推理方法、神经网络方法、诊断专家方法和信息融合方法等,并且不同 方法的选取,对高压电气设备的评估,均具有不同的应用成效;在具体的挑选 中,应选取实时性强并且主观性较小的诊断方法;目前,国内已针对高压电气设备的状态检修开展了大量的讨论和实践工 作;但高压电气设备检修体制的转变是一个过程,不管是观念上,人员的技术 水平仍是技术手段上都仍需要开展进一步的工作;2. 高压电气设备状态检修技术的应用方法名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - -
12、- - - - - - 2.1 应用变压器油实施气相色谱检法变压器油气相色谱检法的应用,旨在判定充油电器设备中是否潜在放电和 过热等故障性的问题;在具体的应用中,主要是通过测量绝缘油当中所溶解的 气体含量和各个组成部分,进而对潜在的故障进行分析,促使供电网络能够实 现稳固并且安全的运行,在目前为提升变电设备工作牢靠性的重要方法;此项 方法的应用,具有较大的优势,由于在其设备的主控电路中,安装有具备强大功能的微处理器单元,并且仍携带具有大容量的EEPROM和 FLASH储备器,提升数据传输和分析的功能,进而促进检测牢靠性的提升;同时,设备采纳的电 路,设置有微处理器温度掌握,可实时监控设备中各加
13、热区的温度,可将检测 温度的精准度掌握在 0.1 ;另外,设备仍具有双重的超温爱护功能,如是设 备中温度超出规定的极限值,在其作用下,设备将会停止运行,并对故障部门 进行反应的,对防止事态的扩大化具有重要的意义;2.1.1 色谱分析在绝缘监督中的作用 在电气试验中,通过气相色谱分析绝缘油中溶解气体,能尽早的发觉充油电 气设备内部存在的埋伏性故障,是绝缘监督的一种重要手段;这一检测技术可 以在设备不停电的情形下进行,而且不受外界因素的影响,可定期对运行设备 内部绝缘状况进行监测,确保设备安全牢靠运行;变压器大多采纳油纸复合绝 缘,当内部发生埋伏性故障时,油纸会因受热分解产生烃类气体;含有不同化
14、学键结构的碳氢化合物有着不同的热稳固性,绝缘油随着故障点的温度上升依 次裂解产生烷烃、烯烃和炔烃;在正常情形下,充油电气设备内的绝缘油及有 机绝缘材料,在过热或电的作用下会逐步老化和分解,产生少量的低分子烃类 气体和一氧化碳及二氧化碳气体,这些气体大部分溶解于油中;当充油电器内 部存在埋伏性过热和放电性故障时,就会加快这些气体的产生速度,随着故障 的进展,分解出的气体形成气泡在油中对流、扩散,不断溶解在油中;故障气 体的组成及含量与故障类型和故障严峻程度关系亲密;因此,在变压器运行过 程中,定期做油的色谱分析,能尽早发觉设备内部的埋伏性故障,以防止设备 发生故障或事故缺失;变压器油的气相色谱分
15、析在绝缘监督中具有很重要的作用:第一,可检测 设备内部故障,预报故障的进展趋势,使实际存在的故障得到有方案且经济的名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 检修,防止设备损坏和无方案的停电;其次,当确诊设备内部存在故障时,要 依据故障的危害性、设备的重要性、负荷要求和安全及经济来制定合理的故障 处理措施,确保设备不发生损坏;第三,对于已发生事故的设备,有助于明白 设备事故的性质和损坏程度,以指导检修;2.2 红外线诊断技术的应用红外线诊断技术的应用,具有非接触、远距离,及其在检测过程中,无需 将设备停止等特点;基于其应用优
16、势,在实践中的应用较为广泛;不但能够对 多种设备外部接触过热的问题进行检测,并可对电力设备内部中,各导流回路 存在的绝缘故障和在线故障等进行较为精确的猎取;如是进行现场电气设备的 故障诊断和红外检测,由于在客观条件的影响下,应用作实际的分析时,仍需 留意精确性的提升;如是对高压电气设备应用红外诊断时,显现问题,可将其 作为电力设备温升确定的重要依据,进而得出实际温升转化为额定电流条件下 的温升,为电气设备状态的检修,供应更为牢靠的参考依据;在红外诊断技术进入电力系统带电运行设备的缺陷诊断之前,通常是实行 夜间(熄灯)与小雨天巡察检查、投放试温蜡片和定期预防性试验和检修的办 法,对带电运行设备的
17、热故障进行检测;红外诊断技术可用于变压器、电抗 器、电容器、断路器、互感器、电力电缆、隔离开关、高压输电导线和连接金 具、发电机等运行设备的热故障诊断,这项技术在电力系统带电运行设备缺陷 诊断上的应用,以其高效率、判定精确、图像直观、安全牢靠、不接触测温、不受电磁干扰、探测距离远和检测速度快且无须对带电设备进行停电等特点,使电力设备的早期故障诊断变得简洁便利,检修质量得到有效评估;因此,红 外诊断技术作为检测电气设备故障的先进技术,在电力系统中的推广应用,对 于提高电气设备的牢靠性和运行经济效益,降低修理成本都有很重要的意义;2.2.1红外诊断技术的特点1、 无电磁干扰,无须接触带电设备,无须
18、将;备停运、解体或进行取样设2 、 可 及 时 发 现 带 电 设 备 的 故 障 , 避 免 发 生 事 故 ;3 、4检 测 效 率 高 , 劳 动 强 度 低 , 缺 陷 判 断 准 确 、 直 观 、 快 捷 ;、检测手段成熟,技术门槛低;5、 有利于开展状态检修;提高设备运行牢靠性和运行效名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2.2.2 红外诊断技术的分析判定方法用红外测温仪检测时,一般是使用激光对全部应测部位进行全面扫描,猎取其中温度最高部位的数据,与正常相或参照相进行对比计算,判断故障性质;用红外热像仪检
19、测时一般先用红外热像仪对全部应测部位进行全面扫描,找出热态反常部位;然后对反常部位和重点检测设备进行精确测温,并摄取热谱图;应用分析软件进行具体分析,确定故障性质,提出处理看法;上报诊断报告1 、和异常热谱图;注 意 事 项针 对 不 同 的 检 测 对 象 选 择 不 同 的 环 境 温 度 参 照 体 ;2、正确选择被测物体的发射率;3、作同类比较时,要留意保持仪器与各对应点的距离一样,方位一样;4 、应 从 不 同 方 位 进 行 检 测 , 求 出 最 热 点 的 温 度 值 ;5、记录反常设备的实际负荷电流和发热相、正常相及环境温度参照体的温度值;判定方法 1、表面温度判定法2、相对
20、温差判定法3、同类比较法4、热谱图分析法5、档案分析法2.3 设备状态的监测技术状态监测( condition-based moni-toing)是利用传感技术和微电子技术对运行中的设备进行监测,猎取反映运行状态的各种物理量,并对其进行分析 处理,猜测运行状况,必要时供应报警和故障诊断信息,防止因故障的进一步 扩大而导致事故的发生,指导设备正确的修理时机,为状态检修供应实时数 据;20 世纪 80 岁月以来,随着科学技术的进展,状态监测技术在我国逐 渐开展起来,设备修理策列也从“ 方案修理” 逐步向“ 状态修理” 转换;纵观名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学
21、习资料 - - - - - - - - - 该技术的应用,仍不够成熟,总体来看,投入产出比,性能价格比都很不理 想;随着网络、通信、信息技术的进一步进展,设备状态监测将向着系统化集 成化方向进展,形成以状态监测为基础的设备智能治理系统,新型传感器技 术、智能信息处理技术将更多的应用于系统中,能对在线和离线数据进行分析 处理,对设备进行实时监测、故障诊断,针对诊断结果供应相应的修理策略,并 对 设 备 进 行 状 态 分 析 , 评 估 设 备 的 当 前 健 康 水 平 ;1 状态智能管理系统状态监测技术的讨论将从局部探讨进入系统讨论阶段,建立在状态监测 基础上的状态智能治理系统将成为进展趋势
22、,该系统具有对设备进行状态量监 测、故障预警、故障诊断、状态评估等功能,并且能对状态修理供应智能化决 策;该状态监测系统是实行电气设备状态检修体制的前提和基础,系统将由下列1几)传部感分(组Sensor成):(器;将电量、物理量、化学量,转换成适合于数据采集装置处理的电信 号;其挑选依靠于状态监测采纳的方法和被监测设备的故障产生气理;通常考 虑适用于在线监测,有较高的灵敏度、价廉、非侵入性、抗干扰等特点;(2)数据限集(Data acquisition正);处理采集传感器输出信号,对信号进行去噪、选取、滤波、模/ 数转换等以及对传感器补偿和校等;(3)故障检测(Fault detection)
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