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1、国内外状态维修技术 的发展及前景,主 要 内 容, 状态检测、状态维修技术的发展 状态检测技术的进展 状态诊断及维修决策 小结,状态检测、状态维修技术的发展,国内渐入正道，发展将更求实 但认识、行动还不够科学、有效 国外发展不求“一刀切”，注重从实际出发，力图获得最大实效,1、国内发展近况,国网、南网等技术领导部门已重视，并出台相应的导则、规定进行引导 各地正进行改进，开始注意实用、有效 从孤立科研、报奖型 实用型 从分散、自生自灭 有组织、有计划,前几年国网监测设备的部分统计,早期监测设备状况分析,各网公司对电容型监测的推广意见,I II III IV V 整体,赞成,反对,待定,如美国优化
2、维修后的得益, 状态检测技术的进展,美国采用SPDM后多家企业的收益,美国HECO性能提高程度,已节省 $4.5M用于提高系统可靠性 降低非计划维修约50%，更有利于合理利用资源以提高维修效率及系统稳定性,新加坡SSPG的状态监测成果（一）,新加坡SSPG的状态监测成果（二）,新加坡新能源电网的对策,电网资产管理面对的挑战,高服务质量零事故 低服务价格降低维修成本,状态监测质保策略,新能源运行管理策略,状态监测与资产管理流程,美国确未“一刀切”,维修活动-成本(EPRI),电力设备维修方式分类原则,多种维修方式 并非对立,基本思路（一）,改进维修策略就是为了争取更高的安全性及效益 一切都要从当
3、地实际出发，实事求是、科学办事,基本思路（二）,采用各种有效手段，掌握设备的状况，包括巡视、运行参数、检测等 电的/非电(热、化、机)的方法，离线/在线手段；凡经济、有效的都值得采用,基本思路（三）,综合所获得的各种信息才有助于作出较正确的判断 按诊断结果决定是否需修、何时再试验等。而检修结果又可用来检查判断是否正确，改进判断方法,基本思路（四）,掌握设备状况不仅为维修服务，且为了优化运行及今后的扩改建 一切为了提高全企业的安全性及效益,状态监测技术的进展,各种方法都有其适用性、有其优缺点 要全面了解有效方法的特点与局限性 要掌握对其结果的判断方法、汇总过去的经验教训,1、油中溶解气体分析(D
4、GA)方法的依据,故障气体的演变 vs 能量,不同类型的故障裂解变压器油后产生了不同的气体,典型故障条件下不同气体组分所占百分数,我国当时确定“注意值”的统计依据,由大量统计才得出“注意值”,一种多组分气体监测系统原理,一种便携式多组分监测仪（光声光谱）,远红外法FTIR原理及性能,一种简易型气体检测仪示意图,CLP的在线油中溶解气体监测系统,400多台变压器装简易型DGA 靠趋势的横向比较发现问题 如有问题，另加以精密、全面在线监测 采用软件实现诊断及决策支持 几年来已取得很大效益,香港CLP的经验,DGA试用于电缆头,失效因素: 界面上放电（空穴放电） 劣化信号: 分解气体，电磁波，局放，
5、超声波,传感器 (气体采集) 周期诊断,金属壳,预焊接终端,长时间累积,2、固体绝缘的老化检测,要分析变压器老化程度或推断寿命，重要的是纸的状况，可从三个方面： 聚合度DP（Degree of Polymerization） 油中CO及CO2含量 糠醛（Furfural）含量 且主要看其增长率。,基于糠醛含量的变压器老化评估,更换策略（糠醛含量高） 提高变电站条件，如通风、冷却系统 错开变电站每台变压器负荷范围,某发电机升压变,糠醛、聚合度与剩余寿命估计之间的关系,各地的糠醛含量F与运行时间T的统计,芜湖局 绍兴局 安庆局 台州局 湖北省 中国电科院,统计我国电厂、供电局的主变数据,3、局部放
6、电检测,问题是测到多少pC就有问题？,局部放电是油、纸绝缘等有机材料损坏的重要原因，,电容芯子的伏秒特性及运行中各种电压下的场强： 1 油纸电气强度； 2 胶纸电气强度； 3 运行中各种电压 下的场强； E0 长期工作场强,首先是测到的信号是否被试品局放？,用差分法抑制干扰的一例,超声法巡测局放,基于特征法以区分局放位置,以UHF法测局放的实例,对500kV主变实测时，在400800MHz时，信噪比约为50dB，局部放电的检测灵敏度可达100pC以下,UHF局放检测传感器,以UHF法检测变压器局放,UHF与IEC60270的相关性研究,UHF与IEC60270线性相关 振幅，能量 QIEC,相
7、关性因素取决于局放点 油箱的尺寸 故障类型 传感器类型,Amplitude U / mV,Gas Insulated Switchgear (GIS),GIS绝缘故障诊断,GIS故障原因,GIS局放的频谱图例,用UHF法于测GIS局放,154kV GIS母线测试例,Oscilloscope TDS7404B (Analog bandwidth: 4GHz, Digital sampling rate: 10GS/s 2ch),12D-SFA (10m),12D-SFA (10m),Bushing,Loop-type: A,Disc-type: A,UHF couplers,PD source
8、0.25 MPa-abs,Loop-type: B,Loop-type: C,Loop-type: D,Disc-type: B,Disc-type: C,Inside the terminal tank unit, an artificial defect such as metallic particle was provided either on the surface of a conductor or on the inner surface of the enclosure. Suitable ac high voltages are applied through the da
9、mping resistance so as to have PD pulses generated from each artificial defect. UHF couplers detect the electromagnetic wave that propagates inside GIS due to PD pulses.,电磁波传感器的不同安装位置,外天线法,环形传感器及超高频前置放大器,4、光学检测方法,红外测温-点到面、 自动传输及诊断 激光测GIS的泄漏 紫外测放电法 光纤测温技术,紫外成像工作原理,所有的电晕及放电现象都会产生不同份量、比例的： 可见光 比例非常小 紫外
10、光 - 太阳盲区外 - 太阳盲区内,紫外成像双光谱,在白天、日光下检测 紫外光的放射现象,紫外成像污染、破损绝缘子,用紫外法监测带电水冲洗,气体泄漏激光成像原理,气体泄漏激光成像特点,非接触式、远距离检测（15-30m) 设备带电时可实时监测气体泄漏,快速、准确找出泄漏位置 可探测到0.002ml/s的泄漏率 激光照相机产生传统的实时电视图像、视频输出，可以在任何标准的显示器上显示或记录在录像带上。,用激光法测气体泄漏（一）,SF6 leakage from load break 132kV switchgear mechanism.,Black trace of SF6 gas under
11、laser camera,用激光法测气体泄漏（二）,11kV开关压力计接头处发生SF6气体泄漏,变压器热点温度测量(光纤法),温度计 （传感器端部）安装,变压器热点温度的在线监测,电缆温度监测 (光纤法),内含DTS的电力电缆, 状态诊断及维修决策,(一)多方搜集信息是分析诊断的重要依据，要经科学、全面的综合分析才能得到较为准确的诊断结论 (二) 至于是否实施维修、如何维修，这既取决于设备状态，还取决于设备的重要性、所要求的可靠性、维修的经济性等（全寿命管理LCC、资产管理）,1、获得各种信息综合分析诊断,测量方法要正确、获得数据才可靠 设备的耐压水平与残余寿命与测得数据之间没有直接的函数联系
12、,因此要依据发现的现象（运行中的征兆）、各种试验数据等进行综合分析；不仅看当前测值，而且要看趋势（纵比、横比）、要吸收过去的经验、教训。,不同方法对500kV CT损坏前的报警时间 （美国EPRI）,在击穿前的40hr内的相对tan的比较,如IEC新标准也改变了简单划分“0“、“1“及“2“,还给出了不同类型设备油中气体典型值（10-6）,用改良三比值法后的一些对比例,一种已多处应用的辅助诊断专家系统框图,Y,过热,放电,导电回路 过热,导磁回路 过热,涉及 固体绝缘,不涉及 固体绝缘,三比值法、神经网络、 援例分析作第二次判断,三比值法、神经网络、 援例分析作第二次判断,三比值法、神经网络、
13、 援例分析作第一次判断,输入电气试验、附件及 外观检查等异常信息,N,附件故障,内部故障,判断套管、风扇、 油泵等附件故障,基于粗糙集的 故障诊断,较详细的故障类型、 相关案例与建议,色谱异常？,输入油色谱试验数据,综合诊断,用辅助诊断系统的一实例,给出以往最相似的案例供对照,2、诊断结果 维修决策,正由于不同系统、不同设备所要求的可靠性不同，即使诊断出同一类型缺陷其维修决策也往往有异,Engineering Knowledge 工程理论 Asset Data 设备信息,Current and future Condition状态Performance 性能 Risk 风险 With and
14、without Intervention 维护措施,Management Information 管理应用 Defining Spending Requirements 维护资金预算 Linking to Corporate Decision Making 公司领导决策,基于风险的状态管理,变压器：不同措施下的风险曲线图,0,50,000,100,000,150,000,200,000,250,000,300,000,350,000,400,000,450,000,0,2,4,6,8,10,12,Year 年,Total risk ( Opex) 风险值,Highest risk asset
15、replaced each year 每年都对高风险值的设备进行更换后的风险曲线,Highest risk asset replaced every 2 years 每2年对高风险值的设备进行一次更换后的风险曲线,No intervention 不采取任何维护情况下的风险曲线,国内一种量化的评价方案,各地的故障率P(t)等是否已有？,缺故障率时暂用检测数据的统计 荷兰/2007,基于大量数据求状态指数CI（如9.6.1）,一种由PD测值求CI方法,华东电网输配电设备状态检修系统例,根据国家电网公司最新状态检修导则和华东电网成熟的检修文件研制 根据实际情况选择成熟、合理的在线监测层配置 动态数据管理系统（各类在线监测系统） 首次实现了基于IEC61850标准的状态检修建模方案 利用了诸多成熟的故障诊断和故障识别算法,特点：,系统整体框架,满足建设数字化变电站的需要首次尝试使用IEC61850规约通信,IEC61850的数据结构,远方数据平台解决方案,数据录入及系统接口 通用的录入框架：利用XML强大的模型描述能力，可以实现各种类型数据导入 统一编码 国家经济信息系统设计与应用标准化规范和标准化工作导则-信息 分类编码规定(国标GB7026-86) 实时数据服务 实时库提供全图形交互式模式定义工具，对用户输入的
