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高压开关设备在线监测和故障诊断

2017-04-30 14:05分类:维修电工 阅读:

 

一些机械设备甚至与发电机、变压器和各种绝缘设备的在线监测和故障诊断相比较,高压开关设备的在线监测和故障诊断开展明显要晚。问题更多。这可能是由于高压开关设备与其他设备相比,有以下特点。
  (1)高压开关设备的结构更复杂,更多样化。事故种类也多样化。
  (2)高压开关绝大多数经常不动作,而其动作(包括机构、灭弧等)可靠性又极为重要。
  (3)高压开关设备的价格和重要性较其他电站设备如锅炉、汽轮机、发电机和变压器等要差。
  2 用电单位应用的目的。
  高压开关设备在线监测和故障诊断技术是集传感、微电子、光电、计算机、通讯、网络和信息等高新技术与传统的高压开关技术结合的综合性、跨多学科的—项新技术,但这决不是应用它的理由。根据国内、外的一些情况,不同单位应用该项技术的理由有以下几种:
  2.1作为高压开关设备的状态维修的一项技术根据
  状态维修是电力系统一项旨在代替实行多年的定时维修,有重大经济意义的措施,它具有以下优点。
  (1)保障高的供电率。由于我国输电供电线路单薄,定时维修制度下,设备需较经常地进行小修及大修,势必造成用户不必要的停电。
  (2)增加设备使用年限。我国著名高压开关专家有一句名言:高压开关不是用坏的而是试坏的。在定时维修下,每次高压开关试验都需多次合分,而绝大多数高压开关在试验中均正常。
  (3)减少开关设备故障和事故。当前,高压开关的检修均系人工进行。有关人员的素质及现时状态均会直接影响检修的质量甚至会将合格的开关检修成不合格的产品。
  (4)减少检修费用。
  (5)减少检修人力。
  2.2作为变电站自动化、无人化的一项技术保证
  变电站的自动化、无人化也是电力系统一项具有重大经济意义的措施,有关理由兹不赘述。高压开关设备在线监测和故障诊断技术可代替巡视人员的视、听、触、嗅、味五种感官,在各种气候条件下包括黑夜、大雨、沙尘等十分严酷的条件下,自动地、不间断地监测。监测量的种类、灵敏度,判断能力等则会较一般巡视人员更有优势。
  2.3提高开关设备运行可靠性
  定期检修并不一定能在检修后的较长的运行期间开关不出故障和事故,这已为众多事例证明。
  显然,不同单位应用该项技术的目地有很大差异,从而决定技术与经济方面会有相当的不同。这里,当然也不排斥不少本位是抱着试验和实际考察的目的而在小规模地进行。
  3 经济上的思考
  国外一些单位重视应用这项技术能否为用户带来直接和间接经济效益,并作了一些经济分析。当然常常由于实际数据的缺乏,并不同国度经济情况又会大相径庭。以下是一些考虑方法。
  (1)对一般电工产品包括高压开关设备,只考虑减少维修所带来的直接经济效益,据此,在线监测和故障诊断装置及维修费用不应超过开关设备价格(包括安装费用的)l%。
  (2)对频繁操作的高压断路器,如水电站的调峰高压断路器,费用可以高不少。在此情况下,上述费用不应超过2.75%。
  (3)同上,还考虑事故造成的损失,此时应考虑事故率及每次事故造成的直接损失(包括损坏的零部件、维修费,少供电的损失等)。但未见提供的数据。
  (4)实际上还应当考虑间接经济损失。
  (5)社会损失等也应估计,但更难量化。
  4 适用场合的推荐
  在近、中期,高压开关在线监测和故障诊断装置看来只宜在少数有限场合应用,这些场合可以是:
  (1)220kV及以上的开关设备。
  (2)封闭式组合电器。
  (3)频繁操作的重要高压开关。
  (4)故障率较高的设备,如美国电力科学院与加拿大魁北克电力公司共同开发的监测系统的对象都是旧型的双压式六氟化硫断路器和压缩空气断路器,几年来监测出5项重要故障,节的资金百万美元。
  (5)事故率较高项目的监测:
  (a)封闭式组合电器和罐式断路器的绝缘监测;
  (b)操动机构及控制电路监测。
  (6)低价的一些项目的监测诊断装置可更广泛应用。如ABB公司的12kV断路器的应用。
  (7)应用便携式仪器进行检测,如UHF、VHF局部放电检测、定位和红外温度检测仪等已在国内外应用。
  (8)临时性监测(或称为不拆卸不打盖测试)装置,如六氟化硫的动态回路电阻检测弧触头磨损,振动检测机械故障等。
  (9)具有重大社会意义如政治影响和牵涉人民生命安全等场合。
  5 对一些看法的分析
  5.1关键问题在于提高设备的可靠性
  这是完全正确的。但设备的改进会引出新问题。如封闭式组合电器和罐式断路器的引入,由于介质场强的提高,又引出新的绝缘问题,而且设备发生事故的直接间接损失将更大。另外,设备的改进常导致寿命的延长,而临近寿命期故障总会增加(即浴盆曲线的后沿)。此外,还要决定设备延长寿命的可能。因此,一切决定于经济分析,仍会有不少设备需要此项技术,当然永远只是其中必需的一部份。
  5.2监测和诊断总有漏判
  这是完全正确的。现代医学检测诊断已有几百年仍不可避免这一现象,但仍在应用。根据国外数据,用局部放电法监测组合式电器绝缘故障的检出率约为60%,一般认为这是一个不错的数据,可以藉此获得相当效益了。当然还要努力以不断改进。
  5.3监测和诊断总有误判
  这是完全正确的。现代医学检测诊断已有几百年仍不可避免这一现象,但仍在应用。实际上,监测诊断装置只是提供信息、发出警报。最后操作处理通常由人来完成,这需要慎重、需要时间。如龙羊峡变电站监测出某间隔有明显局部放电信号,只是提前安排检修计划,并不影响供电。
  5.4监测诊断装置的寿命比开关设备的寿命要短
  这是正确的。据继电保护专家意见,微机继电保护装置的寿命约为十五年,主要由A/D装置的寿命决定,其他元件还要长。购置安装新的设备将增加成本。另一方面,应用自我检测手段可以避免装置的故障导致监测诊断的错误,这不难做到。
  6 关键技术
  6.1传感技术
  这是信号获取技术。当前需要发展举例:
  (1)六氟化硫的低湿传感技术;
  (2)廉价简易的真空度传感技术;

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