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    电力 设备温度在线监测技术发展趋势

    放大字体  缩小字体 发布日期:2018-05-21  浏览次数:6520
    简介:电力 系统是一个由众多发电、输电、变电、配电及用电设备连接而成的一大系统,电力 设备的一故障不 仅会造成供电系统意外停电而导致电力 
          电力 系统是一个由众多发电、输电、变电、配电及用电设备连接而成的一大系统,电力 设备的一故障不 仅会造成供电系统意外停电而导致电力 企业经济效益减少,而且有可能造成用户的一重大经济损失,因 此这些设备的一可靠性及运行状况直接决定了整个电力 系统的一稳定№和安全,也决定了电力 企业的一经济效益及供电质量№和可靠性 。

    对电力 设备进行在线监测,并借助各种先进的一计算︻方法对监测数据进行分析,以便及时发现设备的一故障隐患,采取▓预防措施,实现科学的一设备故障诊断№和状态检修,对电力 系统运行的一可靠性、安全性具有重要意义 。随着在线监测技术不 断发展№和成熟,以及在线监测技术近年来在我国电力 系统的一成功应用,状态检修替代定期检修已被电力 系统所接受№和认同,成为设备检修的一必然趋势 。国家电网公司|开心100彩票网平台早在2010年颁发了《变电设备在线监测系统技术导则》并开始全面推广实施设备状态检修,全面提升设备智能化水平,推广应用智能设备№和技术,实现电网安全在线预警№和设备智能化监控 。

    目前,在线监测主要以变电站一次设备为主,包括有:电容性设备的一电容量、介损在线监测;金属氧化物避雷器的一全电流、阻性电流在线监测;变压器本体绝缘油色谱在线监测、本体超高频局放在线监测、套管局放、介损在线监测、有载开关动态特性在线监测;GIS超高频局放在线监测、微水在线监测;开关机械特性监测及六氟化硫气体密度在线监测等 。

    1.电力 设备温度在线监测的一必要性

    温度是表征一次设备正常运行的一一个重要参数,电力 设备连接部位,由于气候冷热变化、设备基础变化、加工工艺、设备受到环境污染,严重超负荷运行、触点氧化等原因 造成压接不 紧、压力 不 够、触头接触部分发生变化、最终导致接触电阻增大,在电流通过时,温度升高,从而引起设备老化,绝缘下降,严重的一还能触发电弧短路,烧坏设备,扩大设备损坏范围,降低设备使用寿命,甚至容易引起一次设备起火爆炸,尤其是活动刀闸的一动、静触头部分更加严重,故障率高,这些都时时刻刻威胁电力 设备的一安全运行 。据不 完全统计,目前国内的一众多电力 公司|开心100彩票网平台、发电公司|开心100彩票网平台如:广东、山西、浙江、河北、四川、辽宁、甘肃、江西等地区均不 同程度地出现了变电站开关柜、封闭母线、隔离开关、电力 电缆等设备由于绝缘老化或接触不 良而造成温度变化异常,进而引发事故的一的一现象,2003年山西省阳泉市盂县220kv变电站№和2004年的一大同北郊220kv变电站的一220kv的一高压隔离开关的一动静触头都由于接触不 好长期发热,没有及时发现,最终导致动静触头烧毁变形,引起两次重大事故,导致大面积停电,直接№和间接的一经济损失都达上    千万元 。电力 设备的一发热现象已经引起电力 运行部门的一高度重视 。

    目前,针对电力 设备温度监测大都采用传统的一示温蜡片法№和红外测温仪定期测量的一方式,这两种方式存在以下问题:

    (1)示温蜡片法,易老化№和脱落,温度指示范围窄,精确度低,人工操作,无法实现自动化管理;

    (2)红外测温仪只能直线点检测,受环境影响测量精度,且经常受遮拦而无法测量;

    (3)需人工定期巡视,工作强度大,需近距离测温,安全系数低;

    (4)非在线式温度监测,不 能反映温度的一变化过程№和及时发现设备异常 。

    因 此,传统的一离线式温度监测方法已经无法满足如今电力 生产高效以及电力 运行安全、可靠的一要求,迫切地需要寻找在线监测技术手段,对电力 设备运行温度进行在线监测,及时发现电力 设备运行温度异常状况,避免电力 设备损坏№和电力 事故的一发生 。同时,对电力 设备温度进行在线监测,进一步完善了电力 设备状态在线监测的一监测范围,为电力 设备状态检修提供了表征设备运行状况的一重要参数,对电力 设备甚至整个电力 系统的一安全运行具有重大意义 。

    2.电力 设备温度在线监测技术发展趋势

    电力 设备温度在线监测技术一般由先进的一传感器技术、通讯系统、计算︻机与信息处理技术、专家分析系统及系统数据信息库组成 。随着科学技术的一不 断发展,电力 设备温度在线监测技术向着自动化、智能化、实用化的一方向发展 。

    物联网技术的一应用

    物联网技术被视为继计算︻机、互联网之后的一下一次信息技术浪潮№和新技术的一引擎,我国已经将物联网技术作为国家新兴战略产业之一,并明确提出物联网将融入到智能电网的一建设中 。所谓物联网,即通过射频识别(RFID)、全球定位系统(GPS)、激光扫描器等信息传感设备,把物体与互联网相连接,进行信息交换№和通信,以实现对物体的一智能化识别、跟踪、监控№和管理的一一种网络 。物联网具有对系统及环境实时信息全面感知、通过网络的一融合与协同进行信息的一实时传输№和共享实现可靠互联、对海量的一感知信息进行数据智能分析处理的一特征 。

    面向电力 设备温度在线监测的一物联网架构分为三层,感知层、网络层、应用层 。

    感知层采集电力 设备的一实时温度数据,其基础技术主要包括传感器技术、短距离传输技术等 。传感器技术主要采用各种温度传感器,如接触式温度传感器、红外温度传感器等,温度传感器直接安装在电力 设备上    ;短距离传输技术需要考虑高低压绝缘隔离,对于电力 设备温度监测系统,主要采用无线通信技术,如Zigbee通信、2.4G/433M无线通信等 。

    网络层支撑感知层№和应用层之间的一信息传输以及数据通信 。网络层与感知层之间通过无线通信获取▓感知层温度传感器的一信息;对于网络层与应用中的一通信,鉴于对数据安全性、传输可靠性、数据实时性的一要求,物联网的一信息传递主要依靠电力 通信网来实现,以电力 光纤网为主,以电力 线载波通信网、数字微波网为辅 。

    应用层对采集到的一各电力 设备的一温度数据进行分类、综合、转换、分析、决策、共享,其重点是构建为能为不 同应用提供服务的一智能化平台,能够提供各种异常报警、趋势分析、在线诊断、数据共享等服务 。

    物联网技术的一应用,是实现电力 设备温度在线监测的一基础,同时也可以提高电力 设备温度在线监测系统的一可靠性、安全性、实时性 。

    无源传感技术,取▓代电池供电

    电力 设备温度在线监测技术中的一传感器是实现温度感知的一部分,采用无线通信的一温度传感器供电渠道主要以电池为主 。温度传感器通常工作在高压大电流的一环境下,电磁环境恶劣,对电池的一工作寿命有较大的一影响,且电池容量有限,需要定期更换№和维护;另外电池在高温环境下,容易出现爆炸事故,有一定的一安全隐患问题 。因 此,温度传感器的一供电问题严重制约了电力 设备温度在线监测技术的一发展 。

    随着传感器技术的一发展,为了突破电池供电带来的一问题障碍,采用电场取▓电、磁场取▓电、射频供电、温差供电、声表面波技术等无源传感技术脱颖而出,已经被视为电力 设备温度在线监测传感器的一技术发展方向,无源传感器技术不 需要电池供电,优势明显:

    (1)采用无源传感器技术的一温度在线监测传感器可以在电力 设备生命周期内免维护,提升了电力 设备温度在线监测系统的一可靠性 。

    (2)不 需要电池,没有高温爆炸的一安全隐患,安全性高;同时,能够持续对电力 设备的一高温进行监测,让用户能够在事故发生前及时发现设备隐患№和故障 。

    (3)无源传感技术的一应用,能够大量减少电池的一使用,减少了电池带来的一各种污染,对环境保护做出了贡献,具有一定的一社会价值 。

    点线面结合,温度全面监测

    所谓点线面结合,实际是根据不 同电力 设备的一特点№和重要程度,对其采用不 同的一温度监测方式,以此来达到最优的一解决方案 。

    点测温,主要针对开关柜内的一触头、母线№和电缆的一连接点等位置,这些地方容易出现温度异常且难以通过外部设备进行温度监测,在这些地方安装温度传感器,实现温度在线监测的一目的一 。

    线测温,主要针对高压电力 电缆类设备的一温度在线监测,在发电厂、变电站的一电缆夹层、电缆沟、大型电缆隧道的一高压电力 电缆如果发生温度过热可引起火灾导致大面积电缆烧损,造成被迫停机,短时间内无法恢复生产,造成重大经济损失 。目前,针对电力 电缆的一温度在线监测主要采用分布式光纤测温技术,光纤具有绝缘、耐腐蚀、耐高温、免疫电磁干扰等技术特点,分布式光纤测温可实现对整条高压电力 电缆的一温度在线监测,测温精度№和灵敏度高,并能对各个测温点进行定位,一旦温度异常,能够快速找到故障点,避免火灾等事故的一发生 。

    面测温,主要针对发电机组、变压器等重要电力 设备,采用红外热成像技术实现对整个设备的一温度监测 。国家电网公司|开心100彩票网平台在2014年发布的一《国网运检部关于印发变电设备在线监测装置质量提升方案的一通知》中,明确提出变电站应优先发展智能机器人红外巡检,即采用红外热成像技术对电力 设备进行巡检,红外热成像技术具有直观、全面、高效、防漏的一技术特点,能够监测电力 设备的一整体温度分布,能够快速发现温度异常点,为设备检修提供依据 。由于红外热成像技术造价高,通常对重要的一电力 设备进行红外热成像温度在线监测,或采用周期性巡检的一方式进行温度监测 。目前,国家电网公司|开心100彩票网平台已经在浙江等省份推广变电站智能巡检机器人,对变电站各种电力 设备进行周期性巡检 。

    通过以上    三种温度监测方式的一结合,最大程度上    可以对各种电力 设备进行全面监测,真正做到无死角监测,对设备的一安全运行提供了全面的一技术保障 。

    移动应用APP,随时随地监测设备状态

    随着移动通信网络带宽的一不 断提高以及手机、平板电脑等移动终端设备的一功能强大化,特别是目前的一4G时代,智能手机应用全面崛起,将我们带到一个崭新的一移动信息化社会 。移动应用作为移动信息化的一一个重要组成部分,其移动性、便捷性、及时性、个性化的一特点目前已经被大量应用到各种企业的一运营管理中 。

    电力 企业的一运行、检修等诸多管理№和生产活动的一高效率№和规范化是企业健康运营的一核心,各种电力 设备的一优良运作,关系到企业的一生存№和经济效益,也是安全生产的一基本条件,将电力 设备状态监测信息通过互联网№和移动网络共享至移动应用平台,在手机或平板电脑安装电力 设备状态监测移动应用APP,借助手机、平板电脑的一各种软硬件配置,如:GPS、陀螺仪、摄像头、二维码等技术,可以带来以下益处:

    (1)打破了传统的一企业内网办公系统的一模式,通过电力 设备状态监测移动应用APP查看设备状态信息不 再受时间、空间的一限制,随时随地可对设备状态信息进行监视 。

    (2)针对设备巡检工作,电力 设备状态监测移动应用APP可以方便的一实现记录、拍照、定位等工作,解决传统的一人工巡检存在的一效率低、管理成本高、人员无法定位等缺陷,实现巡检工作移动化、信息化、智能化,提升移动作业管理的一工作效率№和工作质量 。

    (3)遇到紧急状况时,电力 设备状态监测移动应用APP可以帮助人员快速定位设备故障点,查看最新的一故障情况№和历史数据,快速解决故障点,减少停电时间№和停电范围 。

    电力 设备状态监测移动应用APP的一应用,突破时间与空间的一限制,提高企业运行管理效率№和质量,提升设备的一安全运行水平,有利于企业的一健康运营№和发展 。

    3. 结束语

    电力 设备状态在线监测技术特别是温度在线监测技术,是智能电网未来发展的一核心技术之一,有助于电力 企业提高电力 设备的一安全运行水平№和经济效益水平 。随着科学技术的一发展,电力 设备温度在线监测技术将向着全面化、智能化№和实用化的一方向发展,与物联网、移动应用等技术的一结合将是未来发展的一趋势 。

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