电气设备现场试验方法研究及发展展望

发表时间:2020/7/20   来源:《中国电业》2020年48卷6期   作者:薛生瑞 俞圭山
[导读] 目前,电气试验仍是诊断电气设备健康状态的主要手段。
        摘要:目前,电气试验仍是诊断电气设备健康状态的主要手段。通过各种试验设备、仪器对运行设备和新投运设备进行诊断性检测,根据检测数据确定运行或检修决策。但电气试验在现阶段还存在一系列问题。
        关键词:电气试验;检测周期;在线监测
        引言
        电气设备现场试验经过持续的研究和完善,日益系统化、精细化和标准化,为电网安全稳定运行发挥了积极的作用。随着新技术的不断应用,现场试验检测也呈现智能化的发展趋势。针对现场试验的特性,提出了相关关键环节及实用范围,为后续电网企业设备资产管理提供了解决方案。
        1电气试验概述
        变电站的电气试验工作,主要是指所辖范围内的基建、扩建、大修工程的电气试验工作,包括设备交接试验、运行设备预防性试验、工器具校验工作。其目的是为了保障电力设备的安全可靠运行,发现和预防变电设备在设计、制造、安装运输和运行过程中的一些潜伏性故障。运行中的电力设备,由于电压、热、化学机械振动及其它因素影响,其绝缘性能会出现劣化,甚至失去绝缘性能、造成事故。设备试验按照不同的检测项目确定其具体分类、检测周期和工作标准。检测工作分为停电试验和带电检测两类。带电检测指设备在运行状态下,采用检测仪器对其状态量进行的现场检测,如避雷器带电检测、充气设备的气体水分及杂质含量带电检测等。停电试验指需要设备退出运行才能进行的试验,如开关、电流互感器、电压互感器、避雷器、变压器、电抗器例行停电试验等。
        2电气试验具体原则
        电气试验应坚持“统筹安排、标准作业、应试必试、反馈优化”等原则。统筹安排指检测计划和工程项目计划结合、二次设备校验和一次设备检测结合、同一间隔设备检测工作结合,统筹安排,减少间隔或回路设备停电次数和时间。标准作业指检测工作应全面执行标准化作业,应实现对作业风险、关键环节的有效控制,确保作业全过程安全和质量的可控、能控、在控。应试必试指严格按照周期、标准开展检测工作。
        3电气试验诊断现状
        3.1信息化忽视试验过程
        目前生产管理中采用的信息化手段偏重于管理层次,忽略了电气设备试验的过程管理,对试验中获得的大量数据信息的自动处理缺少支持。
        3.2试验结果分析、应用滞后
        目前电气试验的结果需要人工查阅标准并将检测数据与历史数据进行对比、计算和判断,出厂初值和历史数据对比时间长,有时甚至需要待试验完成后才能进行仔细对照分析,进而导致了试验结果的分析、应用滞后。
        3.3生成试验报告难
        现在普遍存在出具试验报告的时间比试验本身时间长,从现场原始记录到试验结果分析,再到后期试验报告编写需要投入大量的精力和时间。而且,由于集中录入数据,可能会出现录入数据错误,从而导致试验报告数据不准确等问题。
        4系统结构及主要功能
        4.1系统考虑到试验现场环境复杂,其诊断终端系统一切围绕适用、易用、简单出发,尽量按照工控系统的思想进行设计,减少录入,减少界面切换,通过界面就能完成现场试验数据的录入和诊断。
        4.2通过设备数据的集中管理、试验数据的一点录入、多处使用、试验报告的自动生成,大量减少了电力试验周期和试验后的整理时间,为班组减负,提高工作效率。


        4.3通过将《试验规程》内置系统、将试验经验转换成信息识别代码、模板配置等手段,实现试验数据的智能判断、历史数据的纵向比对、试验报告的自动生成。系统大量采用智能分析技术,让系统大量替代人脑分析的过程。
        4.4试验诊断全部依靠真实的历史数据、初值数据,同时系统内置《试验规程》的大量诊断规则,避免和减少了人工判断造成的误判,做到了诊断及时、准确。
        4.5现场试验数据录入后,试验报告即可根据模板格式自动生成,不需要再进行录入或调整。也可以通过接口向其他系统直接导入试验报告。
        5检测周期设定及调整
        检测周期的设定和调整是运维工作精细化管理的重要环节,需要根据现场环境、设备状态和运行情况统筹考虑检测资源的投入,以达到最小运维成本下的设备状态最优。正常情况下,应依据具体检测项目中设定的基准周期开展带电检测和停电试验。特殊情况时,应及时分级分类对检测周期进行调整。出现以下情况时应适当增加带电检测频次:在雷雨季节前和大风、暴雨、冰雪灾、沙尘暴、地震、严重寒潮、严重雾霾等恶劣天气之后;新投运的设备、对核心部件或主体进行解体性检修后重新投运的设备;高峰负荷期间或负荷有较大变化时;经受故障电流冲击、过电压等不良工况后;设备有家族性缺陷警示时。停电试验周期可依据设备状态、地域环境、电网结构等特点,在基准周期的基础上酌情延长或缩短,调整后的试验周期一般不小于1a,也不大于基准周期的2倍。对于未开展带电检测设备,停电试验周期不大于基准周期的1.4倍;未开展带电检测老旧设备(大于20a运龄),停电试验周期不大于基准周期。有下列情形之一的设备,需提前或尽快安排停电试验:(1)巡检中发现有异常,此异常可能是重大质量隐患所致;(2)带电检测显示设备状态不良;(3)以往的例行试验有朝着注意值或警示值方向发展的明显趋势;(4)或者接近注意值或警示值;(5)存在重大家族缺陷;(6)经受了较为严重不良工况,不进行试验无法确定其是否对设备状态有实质性损害。
        6检测技术展望
        随着物联网、人工智能技术的发展,设备试验在标准化的基础上,将呈现出智能化、自动化的发展趋势。在线监测技术在电力系统中将日益实用化。利用运行电压本身来对设备绝缘进行不停电的在线监测,测得的数据更能快速、全面地反映设备的运行状况,可以在故障刚刚发生时检测到故障,防止故障进一步扩大。目前比较典型的有红外在线测温、变压器油中气体在线监测、隔离开关触头压力及温度在线监测等功能的实现。在线监测装置将检测数据集中传输到后台系统中,并运用数据挖掘、模式识别等人工智能技术开展分析,对设备运行状况进行研判。如发现缺陷,及时将相关信息推送到运维人员,极大提高了检测效率和运维质量。电网实物资产统一身份编码工作是设备管理的基础工作,也将对电气设备现场试验及检测数据的后续利用产生革命性的影响。未来将实现以设备资产为纽带,以数据为资源和驱动力,发挥检测数据分析结果在项目前期、物资采购、建设、检修、运行等全流程,输电、变电、配电、用电等全过程中的深度应用,提升电网运行的安全性、可靠性、经济性。在电网实物资产统一身份编码的基础上,运用输变电在线监测网络,实时掌控电网、设备及环境的运行动态,实现电网运行实时数据的全时段、立体式全景展现互动。构建覆盖运维、检测、评价、检修等运检全过程的输、变电各环节业务场景和设备状态信息的全景地图,达到宏观信息“一目了然”和微观信息“一键穿透”的目标,实现电网设备全景可视在控。
        结语
        电气设备现场试验及特性评价管理系统可以实现将试验数据直接上传计算机,试验结果易于保存,便于查找,从而实现作业现场无纸化,同时能快速地对电气设备健康状况进行诊断,及时发现设备缺陷,判断分析异常原因,及时处理,避免没有必要的重复停电。应用该系统进行日常电力检修工作和管理方便、快捷、直观,经济可行。
        参考文献
        [1]卢强,何光宇,陈颖,等.智能电力系统与智能电网[M].北京:清华大学出版社,2013.
        [2]电力设备预防性试验规程,DL/T596-1966[S].
        [3]陈化钢.电气设备预防性试验方法[M].北京:水利电力出版社,1999.
       
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