變壓器助智能電網建設提速發展前景廣闊
時間:2018-11-13 10:35:00 閱讀:2567 整理:廣州市場調查公司
變壓器
隨著國家(jia)電(dian)(dian)網公司加快建設(she)堅(jian)強智能(neng)電(dian)(dian)網,作為智能(neng)電(dian)(dian)網的核心設(she)備之一:智能(neng)變(bian)壓(ya)器,其技術水平的提升對智能(neng)電(dian)(dian)網建設(she)具(ju)有巨大的推(tui)動作用。變(bian)壓(ya)器在線監測功能(neng)和實時反(fan)饋交互(hu)功能(neng)為傳(chuan)統變(bian)壓(ya)器插上(shang)智能(neng)發展翅膀。
變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)在(zai)線(xian)(xian)監(jian)(jian)測(ce),就是依(yi)據變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)的(de)各種機(ji)械和(he)電(dian)氣(qi)特性,通過對油中(zhong)溶解氣(qi)體分(fen)(fen)(fen)析、局部放電(dian)、鐵心接地電(dian)流、繞組變(bian)(bian)形在(zai)線(xian)(xian)分(fen)(fen)(fen)析和(he)振動分(fen)(fen)(fen)析,監(jian)(jian)測(ce)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)的(de)運行狀(zhuang)(zhuang)態。現代傳感技術(shu)、微電(dian)子技術(shu)和(he)計算機(ji)技術(shu)的(de)發展,為變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)等高(gao)電(dian)壓(ya)設(she)備(bei)的(de)狀(zhuang)(zhuang)態監(jian)(jian)測(ce)奠定了堅實的(de)基礎(chu)。智(zhi)能(neng)(neng)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)作(zuo)為變(bian)(bian)電(dian)站的(de)重要設(she)備(bei),與傳統(tong)變(bian)(bian)壓(ya)器(qi)(qi)(qi)的(de)核心區別,就在(zai)于(yu)它(ta)具有智(zhi)能(neng)(neng)化的(de)在(zai)線(xian)(xian)監(jian)(jian)測(ce)功能(neng)(neng)。
1.變壓器在線監測的優越性
變壓器在(zai)電(dian)網(wang)(wang)(wang)中長(chang)期運(yun)(yun)行,不可避免地會累積各種(zhong)缺陷(xian)。這些(xie)缺陷(xian)發(fa)(fa)(fa)展為(wei)故障(zhang)的(de)進程,可分為(wei)漸(jian)發(fa)(fa)(fa)性(xing)(xing)故障(zhang)和(he)突(tu)發(fa)(fa)(fa)性(xing)(xing)故障(zhang)兩(liang)大(da)類(lei)。漸(jian)發(fa)(fa)(fa)性(xing)(xing)故障(zhang)主要表現(xian)為(wei)變壓器在(zai)正常(chang)運(yun)(yun)行過(guo)程中,由于絕緣(yuan)老(lao)化、受潮等,使絕緣(yuan)性(xing)(xing)能逐漸(jian)下降,最終導致故障(zhang)的(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)。盡(jin)管此類(lei)故障(zhang)的(de)發(fa)(fa)(fa)生(sheng)幾率(lv)很高,但(dan)卻具有一定(ding)的(de)規律性(xing)(xing),是(shi)完(wan)全可以(yi)通(tong)過(guo)在(zai)線(xian)監(jian)測(ce)及(ji)時(shi)發(fa)(fa)(fa)現(xian)并(bing)加以(yi)避免的(de)。對變壓器可能發(fa)(fa)(fa)生(sheng)的(de)故障(zhang)及(ji)時(shi)準(zhun)確做出預測(ce),不僅是(shi)電(dian)網(wang)(wang)(wang)運(yun)(yun)維人(ren)員(yuan)關(guan)注的(de)熱(re)點,也是(shi)保障(zhang)電(dian)網(wang)(wang)(wang)安(an)全穩定(ding)運(yun)(yun)行的(de)關(guan)鍵(jian)。
作(zuo)為變壓器檢修的(de)(de)(de)(de)常(chang)用方式(shi),預(yu)防性(xing)(xing)試驗和(he)定期檢修具有(you)較大的(de)(de)(de)(de)盲目(mu)性(xing)(xing)和(he)強制(zhi)性(xing)(xing)。建立(li)一種預(yu)知性(xing)(xing)的(de)(de)(de)(de)檢修方式(shi),“當修則修”,而非“到期就修”,已成為狀(zhuang)(zhuang)態檢修的(de)(de)(de)(de)必然趨(qu)勢(shi)。它以設(she)備(bei)當前的(de)(de)(de)(de)現實狀(zhuang)(zhuang)況為依據(ju),通過智能化的(de)(de)(de)(de)監(jian)測手段,對設(she)備(bei)進行縱向、橫向比較分析(xi),識別故障(zhang)的(de)(de)(de)(de)早期征兆,并對故障(zhang)部位與(yu)程度以及(ji)發展做出趨(qu)勢(shi)性(xing)(xing)判(pan)斷,作(zuo)為變壓器檢修的(de)(de)(de)(de)基礎依據(ju)。
變(bian)壓器(qi)狀態檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)與(yu)傳統定期檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)相比,主要具有以下幾個方(fang)面的(de)優勢:增強(qiang)了輸(shu)變(bian)電設(she)備的(de)供電可(ke)靠性(xing);對故障(zhang)實施早(zao)期檢(jian)測(ce),幫(bang)助制定更(geng)可(ke)靠的(de)維修(xiu)(xiu)(xiu)計劃;降低了檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)成本(ben)和(he)檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)難度,減(jian)少了設(she)備檢(jian)修(xiu)(xiu)(xiu)風險(xian);節省了大量(liang)人力物力;延長了變(bian)壓器(qi)的(de)全壽命周(zhou)期。
2.變壓器在線監測系統的組成
變(bian)壓器(qi)(qi)電網狀(zhuang)態檢修主要由狀(zhuang)態監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)和狀(zhuang)態診斷兩部分構成。監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)方式一般為常規(gui)監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)、在線監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)、特殊(shu)監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)等。變(bian)壓器(qi)(qi)在線監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)是基于各傳感器(qi)(qi)獲取的(de)變(bian)壓器(qi)(qi)的(de)狀(zhuang)態信(xin)息,再通過計(ji)(ji)算機(ji)監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)系統對所監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)數據進行(xing)分析計(ji)(ji)算,對變(bian)壓的(de)運行(xing)狀(zhuang)態做出科學的(de)評估和預測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce),最終經(jing)監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)診斷系統進行(xing)綜(zong)合智能診斷,給出決策方案,以確定其(qi)最佳檢修時間。在線監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)的(de)技術優勢(shi),就在于其(qi)監(jian)測(ce)(ce)(ce)(ce)(ce)功能和診斷功能有機(ji)結合后具有綜(zong)合判(pan)斷決策能力。
變(bian)壓器在線(xian)監測(ce)(ce)系(xi)統可分(fen)為(wei)集中式(shi)與分(fen)散(san)式(shi)兩種(zhong)。其中,集中式(shi)是對(dui)所(suo)(suo)有被測(ce)(ce)設備進行(xing)定時或巡回(hui)監測(ce)(ce);分(fen)散(san)式(shi)是采用(yong)專門的測(ce)(ce)試儀(yi)器所(suo)(suo)測(ce)(ce)取的信號進行(xing)就(jiu)地測(ce)(ce)量。
變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)在線監測(ce)(ce)是以微處理(li)技(ji)術為核心,它集傳感器(qi)、數據收集、通(tong)信(xin)系統和(he)數據分(fen)析功能于一體,通(tong)過連續(xu)監測(ce)(ce)在一段時(shi)間(jian)內狀(zhuang)態參(can)(can)數,及時(shi)捕捉(zhuo)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)早期故障(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)先兆信(xin)息,根據變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)參(can)(can)數的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)化趨勢來判(pan)定(ding)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)運(yun)行狀(zhuang)態。不僅(jin)能夠有效防范變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)各種(zhong)故障(zhang)的(de)(de)(de)(de)(de)發生和(he)發展,還降低了意(yi)外(wai)停電所帶來的(de)(de)(de)(de)(de)經濟損失(shi)。對運(yun)行中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)進行實時(shi)監測(ce)(ce),彌補了常規試驗(yan)與檢(jian)測(ce)(ce)手段的(de)(de)(de)(de)(de)不足。盡管依據捕捉(zhuo)到的(de)(de)(de)(de)(de)變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)動態信(xin)息對其進行內部(bu)突發性故障(zhang)預測(ce)(ce)還存(cun)在一定(ding)的(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)限(xian)性,但它仍是目前(qian)制訂變(bian)(bian)壓(ya)(ya)(ya)器(qi)檢(jian)修計劃最有效的(de)(de)(de)(de)(de)技(ji)術依據,具(ju)有十分(fen)重要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)指導(dao)意(yi)義。
在(zai)線監測對(dui)所(suo)采用的(de)傳(chuan)感器與(yu)監測儀,具有高度可靠性、免(mian)維護性和(he)自檢(jian)功能(neng)。一旦(dan)監測儀自身存在(zai)問題,可自動發(fa)出聲光呼叫報(bao)警信號。因此,它消除了常(chang)規檢(jian)測方法(fa)中檢(jian)測裝置異常(chang)所(suo)導致(zhi)的(de)誤判問題。
變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)在(zai)線監(jian)測(ce)系統(tong)的(de)(de)投資費用(yong),主(zhu)要(yao)包括(kuo)傳感器(qi)和智能監(jian)測(ce)軟件兩(liang)部分(fen)。據國內外有關部門統(tong)計,一(yi)(yi)套完整(zheng)的(de)(de)變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)在(zai)線監(jian)測(ce)系統(tong)的(de)(de)成(cheng)本一(yi)(yi)般約為變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)價格的(de)(de)1%。但由于(yu)(yu)能夠及時(shi)準(zhun)確(que)發現變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)的(de)(de)早期故障,使其運行(xing)維護成(cheng)本降(jiang)低75%,每年所節(jie)約的(de)(de)費用(yong)相(xiang)當于(yu)(yu)變壓(ya)(ya)(ya)器(qi)價格的(de)(de)2%,而且(qie)可(ke)以延長使用(yong)壽命10年左右(you),其經濟(ji)效益相(xiang)當可(ke)觀。
3.變壓器在線監測方法
變(bian)壓器(qi)在線監測系統對變(bian)壓器(qi)的(de)(de)故(gu)障判(pan)定,一般不(bu)是根(gen)據(ju)所測參(can)數(shu)(shu)絕對值進行,而(er)是根(gen)據(ju)其(qi)參(can)數(shu)(shu)的(de)(de)變(bian)化(hua)趨(qu)勢判(pan)定。監測系統在相應數(shu)(shu)據(ju)傳感采集的(de)(de)基礎上,進行復雜的(de)(de)數(shu)(shu)據(ju)分(fen)析(xi)(xi)處(chu)理(li),最終得出變(bian)壓器(qi)的(de)(de)趨(qu)勢性故(gu)障預測。其(qi)基本監測程序是:傳感器(qi)—數(shu)(shu)據(ju)收集—數(shu)(shu)據(ju)存儲—狀態分(fen)析(xi)(xi)—故(gu)障分(fen)類—判(pan)定故(gu)障—提出方案。
實(shi)時監(jian)測數據取自于變壓器的本(ben)體(ti)和(he)附屬組件(jian),數據庫存(cun)儲變壓器的全面信息,包括原始參數、歷史數據、運行狀況(kuang)、監(jian)測數據、知(zhi)識經(jing)驗和(he)診(zhen)斷(duan)結果(guo)等(deng)。
狀態(tai)分(fen)析以人(ren)工神(shen)(shen)經(jing)網絡分(fen)析為(wei)基礎。數(shu)據處(chu)理(li)和故障(zhang)分(fen)類一般采用快速傅(fu)里葉變(bian)換(huan)或(huo)先進的(de)(de)小波變(bian)換(huan)法。對于鐵芯、繞組、油溫、負荷等(deng)眾多(duo)繁雜的(de)(de)數(shu)據,經(jing)過人(ren)工神(shen)(shen)經(jing)網絡處(chu)理(li)單元的(de)(de)特征(zheng)分(fen)析,將預(yu)分(fen)析結果變(bian)換(huan)成人(ren)工神(shen)(shen)經(jing)網絡適宜處(chu)理(li)的(de)(de)形式,提高了其運算推理(li)速度。
故障分類主要是區(qu)分變壓器的(de)故障性質,如繞(rao)組過(guo)熱(re)、鐵芯過(guo)熱(re)、油中氣體、絕(jue)緣缺(que)陷、鐵芯接(jie)地電流、局部(bu)放電故障等。
監(jian)測診斷系統最終將分(fen)析(xi)結果與數據庫存儲的(de)知識和經驗(yan)作(zuo)為判(pan)據,做出(chu)故障判(pan)定并(bing)提出(chu)變壓器的(de)維(wei)護解決方案。監(jian)測診斷系統的(de)所有(you)信(xin)息(xi)均可通過網絡進行(xing)上(shang)傳與查詢,給電網運行(xing)與維(wei)護帶來極大方便,滿足智(zhi)能電網的(de)要求。
變壓器在線監(jian)測的(de)范圍極其廣泛,它幾乎囊括(kuo)了可能(neng)出現故障的(de)所有(you)問題。如熱點監(jian)測、油中氣體(ti)總(zong)量、局(ju)部(bu)放(fang)電、套管(guan)的(de)介(jie)質損耗和電容、冷卻裝置功(gong)能(neng)、油中濕度酸度、負載(zai)(zai)電流、紙絕緣(yuan)的(de)濕度和遷移情況、繞(rao)組頂(ding)部(bu)和底(di)部(bu)油溫、電介(jie)質和動力系(xi)統(tong)的(de)缺陷、構件的(de)夾緊力、有(you)載(zai)(zai)調壓系(xi)統(tong)的(de)性能(neng)和缺陷、鐵芯(xin)接地故障和繞(rao)組缺陷、儲(chu)油柜(ju)的(de)油位(wei)等(deng)。
4.變壓器在線監測的具體應用
某(mou)電(dian)力(li)設(she)(she)備集成(cheng)商運用四信(xin)通(tong)信(xin)工業無線(xian)路由器(qi),搭(da)建一個基于無線(xian)通(tong)信(xin)運營(ying)商網絡的穩定、可靠的無線(xian)通(tong)信(xin)網絡,對變(bian)壓(ya)器(qi)進行實(shi)時監(jian)測。其設(she)(she)計思想為:通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)特征(zheng)氣(qi)體檢測模塊檢測變(bian)壓(ya)器(qi)絕(jue)緣油(you)中(zhong)特征(zheng)氣(qi)體的濃(nong)度,通(tong)過(guo)CAN總線(xian)傳(chuan)送(song)給主(zhu)控(kong)(kong)模塊,主(zhu)控(kong)(kong)模塊根據(ju)設(she)(she)定判(pan)斷變(bian)壓(ya)器(qi)是否(fou)達到故障預警,然后通(tong)過(guo)四信(xin)工業無線(xian)路由器(qi)將數(shu)據(ju)傳(chuan)送(song)至監(jian)控(kong)(kong)中(zhong)心(xin),從(cong)而實(shi)現遠程監(jian)測的功能(neng)。
將(jiang)實時操作系統和無線(xian)(xian)(xian)網絡技術相結合(he),應用(yong)(yong)到(dao)變壓器(qi)的(de)(de)遠程監(jian)(jian)測中,通過在線(xian)(xian)(xian)監(jian)(jian)測變壓器(qi)礦物(wu)絕緣油中溶解(jie)氣體的(de)(de)濃(nong)度,利用(yong)(yong)無線(xian)(xian)(xian)傳輸技術將(jiang)數據傳送到(dao)監(jian)(jian)控中心進(jin)行處理,能大大提高用(yong)(yong)電穩(wen)定性和安全性,預防發生大型事故,高效(xiao)解(jie)決因地域分散造成的(de)(de)電力設施難以統一管理、統一監(jian)(jian)控問題(ti),同時緩解(jie)使用(yong)(yong)單位的(de)(de)管理壓力,提高管理效(xiao)率。
5.變壓器在線監測的發展趨勢
從變壓(ya)器在線監測(ce)(ce)技術的應用(yong)情況(kuang)看,雖(sui)然還存在著抗(kang)電磁(ci)干擾(rao)能力不強、使用(yong)壽(shou)命偏短、價格偏高等缺陷(xian),但由于其具有常規檢測(ce)(ce)手(shou)段(duan)所無可比擬(ni)的優(you)越(yue)性,所有問(wen)題都將(jiang)在發展中逐(zhu)步得以解(jie)決(jue)。
在(zai)技術層面,硬件設(she)備(bei)將(jiang)向更加智(zhi)能(neng)化(hua)方向發(fa)展(zhan),免維(wei)護性將(jiang)更高。智(zhi)能(neng)型傳感器的(de)(de)采(cai)用(yong),使將(jiang)電磁(ci)干擾得(de)到有(you)效抑制;隨(sui)著(zhu)新型材料的(de)(de)廣泛(fan)采(cai)用(yong),色(se)譜分析的(de)(de)透氣膜等設(she)備(bei)的(de)(de)使用(yong)壽命也(ye)將(jiang)延長(chang)。故障分析軟件系統(tong)也(ye)將(jiang)與(yu)離線(xian)試驗、設(she)備(bei)狀態、運(yun)行數(shu)據等信(xin)息有(you)機融合(he)(he),開展(zhan)綜(zong)合(he)(he)化(hua)的(de)(de)在(zai)線(xian)診斷,不(bu)同系統(tong)的(de)(de)在(zai)線(xian)監測數(shu)據將(jiang)通過網絡(luo)共享。
在政策(ce)層(ceng)面,由于智能(neng)電網建設的需求推動(dong),以及各科研院所、在線監測公(gong)司研發力(li)度的不斷加大,在線監測技術(shu)的應用工作正在穩步(bu)推進,不僅促(cu)使變壓器檢修(xiu)規程、管(guan)理方法要隨之變革,而且必將導致(zhi)規范的狀態檢修(xiu)管(guan)理體系(xi)的確立,以及技術(shu)標準的最(zui)終統一。
在經濟層(ceng)面,隨著國內在線監測設備生產與(yu)軟件開發廠商研發力度的(de)加強和國外(wai)同類產品(pin)的(de)競(jing)爭,以及電網需求旺盛等因(yin)素的(de)影響(xiang),不僅其(qi)軟硬(ying)件產品(pin)的(de)價格(ge)將(jiang)大幅(fu)下降(jiang),而且性(xing)價比(bi)也將(jiang)大幅(fu)提高。
綜上所述,只有建立在變壓器智能化在線監測基礎上的狀態檢修,才具有真正的現實意義。它不僅避免了預防性試驗和定期檢修所帶來的盲目性和強制性,節省了大量的人力、物力和財力,而且增強了輸變電設備的供電可靠性,延長了變壓器的使用壽命,具有廣闊的發展前景。更多最新調查報告,市場調查報告,研究報告,行業分析報告,分析報告,行業報告,市場調研報告,調查報告,發展前景請訪問華夏經緯市場調查公司。
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