带电检测技术在变电运维中的运用.pdf

2023 年 6 月带电检测技术在变电运维中的运用贾仁海（国网江苏省电力有限公司泗洪县供电分公司，江苏 宿迁 223900）【摘要】为解决变电站电能输送任务繁重的问题袁确保电网正常运行和广大用户用电安全稳定袁满足各行业对电力供应的需求袁对带电检测技术在变电运维中的具体运用情况进行研究袁分析 4 种主要的带电检测技术及其检测原理袁提出带电检测技术的具体应用方法袁以期为相关人员提供参考遥【关键词】带电检测曰变电运维曰红外测温【中图分类号】TM07【文献标识码】A【文章编号】1006-4222（2023）06-0091-030 引言在现代社会，电力系统已经成为国民经济的一个重要组成部分，电网的安全稳定运行直接影响居民生产生活。一般情况下，电能产生于发电厂，通过大规模的电力输送线输送至变电站，再由变电站输送至小区或工厂配电房，最后送至用户。所以，变电站是连接发电厂与用户的纽带，也是电网中最为关键的环节，各相关部门和单位都要加大对变电站的投入，才能确保变电站的正常运行。1 变电运维概述电力资源的生产、传输、消费在整个电力生态系统中发挥着核心作用。电力设备线路均为全天时工作，在高负荷运行的情况下，一些设备线路会发生机械损伤。在进行变电运维工作时，要及时发现有关问题，并对设备线路进行可靠、高效的维修。一般来说，变电运维工作分为两个部分，即变电运维操作室和变电运维工作组。其中，变电运维工作组主要分成两个部分，分别是检修小组和巡逻小组。两个小组分工明确，从而保证了各项运维工作开展的质量与效果。而变电运维操作室的主要工作是进行电力调度管理，通过运用现代智能电网技术，不断发挥变电运维管理工作的价值。电网的变电运维工作以全面检修工作为基础，深入落实日常线路检修工作，积极预防变电安全隐患，提升变电运维工作的质量与效果，为人民群众提供安全稳定的电力资源1。2 带电检测技术及其检测原理2.1 红外远程测温技术红外远程测温技术是目前使用比较广泛的一种带电探测技术，其能利用红外线成像技术，非接触式测量变电设备和线路，无须停电，就可以检测一些安装在较高位置、环境复杂的变电设备，而且不受电磁干扰的影响，大幅提高了检测的效率和可靠性，有很好的应用前景。然而，红外远程测温技术受红外光穿透能力的制约，且在某些结构复杂，如内部故障点距离表面很远等情况下，红外远程测温技术难以精确定位，从而制约了红外远程测温技术的发展2。红外远程测温技术原理如图 1 所示。2.2 超声波信号检测技术超声波信号检测技术指的是使用超声波传感装置，监控变电设备异常放电所引起的振动，采集信号并传回计算机处理系统，以信号数据出现的异常状况为依据，分析可能出现故障的位置和类型，从而为故障的排查和维护工作奠定基础。图 1 红外远程测温技术原理目标光学系统探测器放大器信号处理显示输出电力信息912023 年 6 月在使用中，超声波信号检测技术能够相对快速地完成对开关柜、断路器等装置的异常放电故障的带电探测，而且不受电磁干扰的影响。相较于红外远程测温技术，利用超声波信号检测技术可以更容易地发现变压器的内部缺陷。但在实际使用中，超声波信号检测技术也存在一定限制，例如，由于缺陷部分的振幅很低，探测到的信号很弱，从而影响了探测的准确性3。2.3 暂态电压脉冲检测技术暂态电压脉冲检测技术是指在变电装置放电时，向大地传播电磁波形成暂态电压脉动，并依据暂态电压脉动特性与放电强度和频率的关系，判定变电装置故障。在实际应用中，暂态电压脉冲检测技术利用专用的电压传感器，采集暂态电压脉冲信号，获得时间电压的差值，探测放电强度、频率等参数，并通过瞬态电压值判断放电的距离，从而为故障的判定和维护提供参考。暂态电压脉冲检测技术对开关柜、配电网、环网柜、配电柜，以及其他带电设备的带电检测，具有很好的实用价值4。开关柜局部放电现场检测基本流程如图 2 所示。2.4 避雷器泄漏电流检测技术在变电站中，避雷器泄漏电流检测技术是一种常用的带电检测技术，其工作可靠性直接关系到变电站的使用安全。在对避雷器进行检测的过程中，最关键就是检测绝缘状态，避雷器泄漏电流检测技术通过检测避雷设施的运行参数，根据总泄漏电流值和阻性泄漏电流值的测定数据，来分析避雷设施的绝缘能力和绝缘质量，进而判定避雷设施与实际的避雷防护需求是否匹配。该方法在使用过程中存在诸多干扰，测量结果易受外界干扰而产生误差，在实际测量过程中需要采用补偿方法来校正测量结果。本方法也可以与红外远程测温数据结合起来，探测装置内的水分5。3 带电检测技术在变电运维中的具体应用变电运维的工作原理是通过局部放电，使绝缘材料的外加电压持续升高，最终发生电离。在变电设备周围有一些绝缘的气泡和空隙，会影响变电设备运转，久而久之，就会导致供电介质损坏。尽管只是部分供电介质损坏，但也会给整个变电站的运行安全带来隐患，甚至会击穿变电设备。所以，有必要使用带电检测技术全方位监控变电设备的安全运行状况，以确保变电站的稳定运行。3.1 在变电设备电气试验中的应用为准确把握变电站设备、线路的安装、运行质量，时常要对其进行电气试验。在电气试验的过程中，利用带电检测技术可以采集变电设备的运行数据，为分析试验结果提供必要的数据参考，保证充分发挥试验价值。在电气试验中，因为需要对变电装置进行全面的测试，采集的资料数量较多，因此通常需要将多种带电检测方法结合起来，并严格地控制检测过程，按照检测规范来选用检测仪器与设备，发挥多种检测方法的优点开展检测工作，确保检测的全面性与实效性，以及检测数据与结果的准确与可靠，从而在电气试验中精确地发现问题，并有针对性地对其进行处理6。3.2 在变电设备跟踪监测中的应用在变电设备运行期间，需要通过实时监测变电设备。在电力系统中，如果仅依赖断电测试手段，不仅会对系统的稳定运行产生巨大影响，而且测试频率得不到保证。采用带电检测技术，可以减少对变电设备运行的影响，提高检测效率，实现动态监控，更好地发现问题。检测数据还能够为变电设备的故障诊断提供支持，帮助运维人员按照实际需要，制定出最佳的处理方案，缩短变电设备检查维修的停电时间，保证供电质量7。4 带电检测技术应用实例4.1 设备跟踪试验情况通常，为了保证变压器正常工作，应在其投入使用的第 1 d、第 4 d、第 10 d、第 30 d 分别对其进行检验。案例变电所中，变压器有溶气现象，所以必须监控其工作参数，以保证其正常工作。在此次检修中，技术人员对 2 号变压器的各项性能指标进行了检验，结果表明，2 号变压器的各项性能指标均无异常，运行状况良好。在第 4 d 的检验中，三相主体油中存在 C4H2。为明晰少量 C4H2对变压器设备正常运转所电力信息图 2 开关柜局部放电现场检测基本流程背景噪声测量电压检测阈值分析放电定位922023 年 6 月造成的影响，技术人员每日对其进行跟踪观测，并进行详细的工作日志记录。15 d 后，用色谱法测定了绝缘油内特征气的含量，其中 A 相为 0.61 dl/L，B 相为0.17 dl/L，C 相为 0.25 dl/L。在大约 15 d 的监测过程中，A 相中特征气的含量在不断增加，B 相中的特征气趋于稳定，C 相中的特征气也在逐步增加，但增加的速率较慢。结果表明，2 号变压器在运行中发生了故障，发生了低能量放电。为确保电网的总体稳定，必须对电气设备进行全方位的检修，并深入分析检修结果，从而找出故障并及时处理。4.2 电气试验情况4.2.1 变压器铁芯接地电路测试在进行变压器铁芯接地电路测试时，要注意控制检测过程，以便为电力试验工作的开展提供有利的条件，并有效地控制检测结果的误差。基于此，本次的电流检测结果为 A 相 11.1 mA、B 相 11.1 mA、C 相 13.5 mA，均低于相关技术规定要求8。4.2.2 局部放电测试在进行局部放电测试前，要准备好相关测试设备，主要有英国 EA 和韩国 ONDAS 超声定位仪、PD谣Check 高频局放测试仪、TWPD谣2E 数字局部放电综合分析仪等。另外，还应发挥各种检测手段的优点，把多种方法有机地结合起来，以全面提升检测质量。在测试过程中，可以适当使用宽带电流互感器，并从变压器铁芯中获得脉冲电流的相关数据。随后，通过局部放电超声探测设备，对变压器油箱壁的局部放电进行超声检测，在检测过程中，要做好定位工作9。4.2.3 测试结果在以上的试验项目中，结果均表明 A 相位异常，其放电值在 1.5伊106pC 左右。4.3 铁芯电位状态局部放电检测通过测试分析，得出“铁芯-夹件”放电是导致2号变压器故障的主要原因。但为了更明确地找出故障点，技术人员通常会加大对铁芯部分的监控力度，特别是监控电位状态参量的变化，从而跟踪观测放电状态。铁芯电位状态局部放电检测的基本原理为：铁芯在一定的安全电压下，其电位状态发生改变，从而引起变压器放电形态发生改变，因此需要对“铁芯-夹件”间的放电进行验证。此外，在测试过程中发现，在变压器铁芯对地电压达到 223 V 的情况下，超声波信号会持续增强，增强幅度在 510 dB。技术人员根据这一现象，确定“铁芯-夹件”间出现了放电。产生这一问题的主要原因：淤磁分路和铁芯间距过短，没有做好绝缘保护；于220 kV 变压器绕组末端的磁分路厚度没有达到标准，在安装过程中没有控制好槽缝，从而引起了积炭10。5 结语带电检测技术对于变电设备的检修具有重大意义。通过红外远程测温技术，可以发现设备局部温度的异常，从而对其进行有效的控制；通过暂态电压脉冲检测技术，可以快速识别局部放电异常情况；通过避雷器泄漏电流检测技术，可以实时把握避雷器的工作情况。应用带电检测技术可以提高变电维护工作效率，同时降低电力系统的故障概率。参考文献1 姚刚昱.带电检测技术在变电运维中的运用J.百科论坛电子杂志，2019（17）：392.2 李楠，朱一帆，董瑞.浅议带电检测技术在变电运维中的有效运用J.百科论坛电子杂志，2018（6）：305.3 张明清.带电检测技术在变电运维中的应用J.百科论坛电子杂志，2018（13）：304.4 江龙剑.无人机在输电线路运维巡检中有效运用的探讨J.通讯世界，2020，27（10）：134-135.5 陆启宇，陈璐，徐鹏.带电检测与在线监测在特高压练塘站运维中的应用J.华东电力，2014，42（12）：2827-2830.6 陈禹舟.带电检测技术在变电运维中的运用研究J.电脑乐园，2020（12）：36.7 向晓.浅谈带电检测技术在变电运维中的应用J.电子测试，2017（21）：86-87.8 孙艳飞.带电检测技术在变电运维中的应用J.中国高新技术企业，2017（11）：96-97.9 简耀.带电检测技术在变电运维中的应用J.现代工业经济和信息化，2022，12（10）：102-104.10潘良，吴乐鹏，阳文.带电检测技术在变电运维中的应用分析J.自动化应用，2017（11）：92-93，148.作者简介院贾仁海（1994），男，汉族，安徽六安人，硕士研究生，助理工程师，研究方向为变电设备研究及运行维护。电力信息93