脈沖電流法是局部放電(局放)監(jiān)測中常用的方法之一,其原理基于局部放電過程中產(chǎn)生的脈沖電流信號。當(dāng)絕緣材料內(nèi)部出現(xiàn)局部放電時,會在放電瞬間產(chǎn)生一個短暫的電荷轉(zhuǎn)移,這個電荷轉(zhuǎn)移會在設(shè)備的接地線上感應(yīng)出一個脈沖電流信號。脈沖電流法通過在設(shè)備的接地線上安裝高阻抗的耦合電容或電感傳感器,檢測這些脈沖電流信號。傳感器將感應(yīng)到的脈沖電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,并通過放大器放大后傳輸?shù)奖O(jiān)測系統(tǒng)進行分析。脈沖電流法的優(yōu)點是靈敏度高,能夠檢測到微弱的局放信號,且測量電路簡單,抗干擾能力較強。然而,其缺點是容易受到外部電磁干擾的影響,尤其是在復(fù)雜電磁環(huán)境中,可能會導(dǎo)致誤報。此外,脈沖電流法只能檢測到局放信號的存在,但難以準(zhǔn)確定位局放的位置。盡管如此,脈沖電流法仍然是目前應(yīng)用常用的局放監(jiān)測方法之一,應(yīng)用于電力設(shè)備如變壓器、GIS、電纜等的局放監(jiān)測中。 開關(guān)柜局放監(jiān)測利用特高頻(UHF)技術(shù)檢測高頻電磁波信號,能發(fā)現(xiàn)微小局放。天津開關(guān)柜局放在線監(jiān)測方案
電纜作為電力傳輸?shù)摹按髣用}”,其運行狀態(tài)直接影響電網(wǎng)安全。在線監(jiān)測系統(tǒng)通過實時感知關(guān)鍵參數(shù),構(gòu)建起電纜的“數(shù)字神經(jīng)系統(tǒng)”,實現(xiàn)從被動搶修到主動監(jiān)測的運維變革。監(jiān)測參數(shù):電氣狀態(tài):接地電流/環(huán)流:監(jiān)測金屬護層接地線電流,判斷護層絕緣破損、多點接地故障及環(huán)流損耗,防止護層過熱。局部放電(PD):通過安裝在護層接地線或電纜本體的HFCT、TEV或超聲波傳感器,捕捉絕緣內(nèi)部缺陷(如氣隙、雜質(zhì)、老化)產(chǎn)生的微弱放電信號,評估絕緣劣化程度。溫度狀態(tài):接頭/終端溫度:采用DTS光纖(長距離連續(xù))、無線測溫傳感器(單點),實時監(jiān)測接頭壓接點、應(yīng)力錐等部位溫度,預(yù)警接觸不良、過載導(dǎo)致的過熱問題。電纜表面/通道環(huán)境溫度:了解運行環(huán)境,輔助分析溫升原因。運行工況:負(fù)荷電流:結(jié)合溫度數(shù)據(jù),分析載流能力與熱平衡狀態(tài),優(yōu)化調(diào)度。電壓:監(jiān)測運行電壓水平,評估過電壓問題。廣西電纜護層電流在線監(jiān)測開關(guān)柜局放監(jiān)測系統(tǒng)通過暫態(tài)地電壓(TEV)技術(shù)檢測設(shè)備局放狀態(tài),靈敏度高。
局部放電(PD)是變壓器內(nèi)部絕緣劣化的征兆之一,如同絕緣系統(tǒng)發(fā)出的“求救信號”。變壓器局放在線監(jiān)測技術(shù)通過實時捕捉、分析這些微弱的放電脈沖,在絕緣故障引發(fā)災(zāi)難性后果(如擊穿)之前實現(xiàn)預(yù)警和監(jiān)測,是電力設(shè)備安全運行的“前沿哨兵”。監(jiān)測原理與技術(shù)方案:變壓器內(nèi)部放電會產(chǎn)生豐富的物理效應(yīng):電磁脈沖:放電瞬間產(chǎn)生納秒級高頻電流脈沖和電磁波。超聲波:放電點氣體膨脹或收縮產(chǎn)生壓力波。主流監(jiān)測方法根據(jù)感知原理部署:超高頻(UHF)法-主流且靈敏:原理:在變壓器箱壁或內(nèi)置傳感器(如盆式絕緣子處),捕獲300MHz-3GHz頻段的電磁波信號。部署:外置天線(非侵入)或內(nèi)置傳感器(需預(yù)留接口)。高頻電流互感器(HFCT)法:原理:在變壓器中性點、鐵芯/夾件接地線或套管末屏接地線上安裝HFCT,捕捉沿接地線傳播的放電脈沖電流。優(yōu)勢:安裝相對簡便,成本較低,可監(jiān)測與接地線耦合的放電。聲學(xué)(AE)法:原理:在變壓器外殼多點安裝超聲波傳感器,接收放電產(chǎn)生的聲波信號。聯(lián)合監(jiān)測(趨勢):結(jié)合UHF+AE或UHF+HFCT,利用多物理量信息互補,提升診斷可靠性。
GIS設(shè)備的絕緣性能是其安全運行的重要指標(biāo)之一。絕緣材料的老化、受潮、機械損傷以及局部放電等因素都可能導(dǎo)致絕緣性能下降,進而引發(fā)設(shè)備故障。因此,對GIS設(shè)備的絕緣狀態(tài)進行實時監(jiān)測是保證電力系統(tǒng)安全運行的重要手段。絕緣狀態(tài)監(jiān)測主要通過測量絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)等參數(shù)來實現(xiàn)。絕緣電阻是反映絕緣材料絕緣性能的重要指標(biāo),其值越高,說明絕緣性能越好。通過定期測量絕緣電阻,可以及時發(fā)現(xiàn)絕緣材料的老化和受潮情況。然而,絕緣電阻的測量通常需要停電進行,這對于GIS設(shè)備的在線監(jiān)測來說是不現(xiàn)實的。介質(zhì)損耗因數(shù)則是反映絕緣材料在交流電場作用下的能量損耗程度的參數(shù),其值越小,說明絕緣性能越好。通過在GIS設(shè)備運行過程中測量介質(zhì)損耗因數(shù),可以實時監(jiān)測絕緣材料的絕緣狀態(tài)。此外,隨著技術(shù)的進步,一些新型的絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)也在不斷涌現(xiàn),如基于光聲光譜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。該技術(shù)通過檢測絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生的光聲信號來評估其絕緣狀態(tài),具有非接觸、實時監(jiān)測等優(yōu)點。通過多種監(jiān)測手段的結(jié)合,可以了解GIS設(shè)備的絕緣狀態(tài),為設(shè)備的維護和檢修提供科學(xué)依據(jù)。 電纜局部放電在線監(jiān)測通過高頻電流傳感器檢測局放產(chǎn)生的脈沖電流,評估電纜絕緣狀態(tài)。
在現(xiàn)代化城市和工業(yè)發(fā)展的命脈中,電力電纜如同深埋地下的血管,承擔(dān)著輸送能源的重任。然而,傳統(tǒng)的電纜運維主要依賴定期巡檢,存在反應(yīng)滯后、難以捕捉瞬時故障的弊端。電纜在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)運而生,成為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行的關(guān)鍵利器。這項技術(shù)通過在電纜本體或關(guān)鍵節(jié)點(如接頭、終端)安裝各類傳感器,結(jié)合現(xiàn)代通信與數(shù)據(jù)分析手段,實現(xiàn)對電纜運行狀態(tài)的實時、連續(xù)、非侵入式監(jiān)控。持續(xù)采集關(guān)鍵參數(shù),包括但不限于:電纜表面及內(nèi)部溫度分布(反映過載或散熱不良)、局部放電(PD)信號(絕緣劣化的早期征兆)、接地線電流(監(jiān)測護層絕緣狀態(tài)和雜散電流)、電纜環(huán)流(評估金屬護套多點接地參數(shù))以及運行電壓/電流等。通過將這些實時數(shù)據(jù)傳輸至后臺監(jiān)控中心,利用算法進行綜合分析、趨勢預(yù)測和異常診斷,在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠:早期預(yù)警故障:捕捉絕緣老化、接頭過熱、局部放電加劇等潛在缺陷,在故障發(fā)生前發(fā)出警報。優(yōu)化運維策略:實現(xiàn)狀態(tài)檢修,根據(jù)電纜實際運行狀態(tài)安排維護或更換,大幅減少不必要的停電試驗和“過維護”成本,提升運維效率。提升供電可靠性:降低因電纜突發(fā)故障導(dǎo)致的停電的概率,給用戶連續(xù)穩(wěn)定供電。延長使用壽命:科學(xué)評估電纜運行應(yīng)力。 變壓器局放監(jiān)測系統(tǒng)可通過超聲波傳感器檢測油箱外壁的超聲波信號。黑龍江電纜環(huán)流在線監(jiān)測方案
電纜環(huán)流監(jiān)測數(shù)據(jù)可為電纜運行維護提供科學(xué)依據(jù),減少因環(huán)流過大導(dǎo)致的損耗。天津開關(guān)柜局放在線監(jiān)測方案
故障診斷是GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要功能之一。通過對采集到的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行分析和處理,可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障隱患,并對其進行診斷和定位。故障診斷技術(shù)主要基于數(shù)據(jù)挖掘、模式識別和人工智能等方法。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,挖掘出數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律和模式,從而為故障診斷提供依據(jù)。例如,通過對GIS設(shè)備溫度、局部放電、氣體泄漏等數(shù)據(jù)的歷史變化趨勢進行分析,可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常變化規(guī)律,提前預(yù)警故障。模式識別技術(shù)則是通過建立設(shè)備正常運行和故障狀態(tài)的特征模式庫,將采集到的數(shù)據(jù)與特征模式進行匹配,從而實現(xiàn)對故障的快速診斷。例如,局部放電信號的模式識別可以通過對不同類型的局部放電信號進行分類和識別,確定故障的類型和位置。人工智能技術(shù),如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等,則可以對復(fù)雜的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行自動學(xué)習(xí)和分析,建立故障診斷模型,實現(xiàn)對故障的智能診斷。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,故障診斷技術(shù)也在不斷優(yōu)化和創(chuàng)新,例如采用深度學(xué)習(xí)算法,可以對大規(guī)模的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行深度挖掘和分析,提高診斷的準(zhǔn)確性和效率。通過多種故障診斷技術(shù)的結(jié)合,可以實現(xiàn)對GIS設(shè)備故障的快速、準(zhǔn)確診斷,為設(shè)備的維護和檢修提供科學(xué)指導(dǎo)。 天津開關(guān)柜局放在線監(jiān)測方案