氣體絕緣開關(guān)設(shè)備(GIS)是現(xiàn)代電力系統(tǒng)中極為重要的電氣設(shè)備,廣泛應(yīng)用于變電站和輸電線路中。其采用六氟化硫(SF?)氣體作為絕緣和滅弧介質(zhì),具有體積小、可靠性高、維護工作量少等優(yōu)勢。然而,GIS設(shè)備在長期運行過程中,仍可能因絕緣老化、局部放電、氣體泄漏等問題引發(fā)故障,進而影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。傳統(tǒng)的人工巡檢和定期試驗方式難以及時發(fā)現(xiàn)潛在問題,而GIS在線監(jiān)測技術(shù)則能夠?qū)崟r、連續(xù)地獲取設(shè)備運行狀態(tài)信息,提前預(yù)警故障,為設(shè)備的預(yù)測性維護提供科學依據(jù),從而顯著提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性,降低設(shè)備故障帶來的經(jīng)濟損失和社會影響。局部放電是GIS設(shè)備絕緣劣化的早期征兆之一。當GIS內(nèi)部絕緣材料存在缺陷或受到電場、機械應(yīng)力等因素影響時,可能會出現(xiàn)局部放電現(xiàn)象。局部放電不僅會加速絕緣材料的老化,還可能引發(fā)絕緣擊穿等嚴重故障。因此,局部放電監(jiān)測是GIS在線監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前,常用的局部放電監(jiān)測方法包括脈沖電流法、超聲波法和高頻電流法。脈沖電流法通過檢測GIS接地線上感應(yīng)的脈沖電流信號來識別局部放電,其優(yōu)勢是靈敏度高,能夠檢測到微弱的放電信號,但容易受到外部電磁干擾。 電纜局部放電在線監(jiān)測通過高頻電流傳感器檢測局放產(chǎn)生的脈沖電流,評估電纜絕緣狀態(tài)。天津開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測解決方案
懸浮電位放電是指由于設(shè)備內(nèi)部或外部的金屬部件未接地或接地不良而形成的懸浮電位,從而引發(fā)的放電現(xiàn)象。懸浮電位放電的特征是放電電流脈沖較大,且通常與電壓相位有關(guān)。在PRPD圖譜中,懸浮電位放電的特征表現(xiàn)為:放電脈沖主要集中在電壓波形的正半周和負半周的特定相位范圍內(nèi),形成明顯的雙峰分布。這些雙峰分布通常呈“M”形或“W”形,且放電脈沖的幅值較大,數(shù)量較少。由于懸浮電位放電與電壓相位密切相關(guān),因此在PRPD圖譜中可以清晰地看到放電脈沖與電壓相位的對應(yīng)關(guān)系。通過分析PRPD圖譜中的這些特征,可以有效判斷是否存在懸浮電位放電。 陜西開關(guān)柜局放在線監(jiān)測廠家直銷電纜局放在線監(jiān)測采用HFCT傳感器捕捉高頻放電脈沖,定位絕緣缺陷。
故障診斷是GIS在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要功能之一。通過對采集到的運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行分析和處理,可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障隱患,并對其進行診斷和定位。故障診斷技術(shù)主要基于數(shù)據(jù)挖掘、模式識別和人工智能等方法。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,挖掘出數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律和模式,從而為故障診斷提供依據(jù)。例如,通過對GIS設(shè)備溫度、局部放電、氣體泄漏等數(shù)據(jù)的歷史變化趨勢進行分析,可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常變化規(guī)律,提前預(yù)警故障。模式識別技術(shù)則是通過建立設(shè)備正常運行和故障狀態(tài)的特征模式庫,將采集到的數(shù)據(jù)與特征模式進行匹配,從而實現(xiàn)對故障的快速診斷。例如,局部放電信號的模式識別可以通過對不同類型的局部放電信號進行分類和識別,確定故障的類型和位置。人工智能技術(shù),如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機等,則可以對復雜的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行自動學習和分析,建立故障診斷模型,實現(xiàn)對故障的智能診斷。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,故障診斷技術(shù)也在不斷優(yōu)化和創(chuàng)新,例如采用深度學習算法,可以對大規(guī)模的監(jiān)測數(shù)據(jù)進行深度挖掘和分析,提高診斷的準確性和效率。通過多種故障診斷技術(shù)的結(jié)合,可以實現(xiàn)對GIS設(shè)備故障的快速、準確診斷,為設(shè)備的維護和檢修提供科學指導。
在電力輸送的“關(guān)節(jié)”位置——電纜接頭處,溫度是反映其運行狀況的關(guān)鍵的指標之一。電纜接頭是整條線路的機械與電氣薄弱點,因安裝工藝、材料老化、接觸不良或過載等原因引發(fā)的接觸電阻增大,會迅速轉(zhuǎn)化為焦耳熱,導致溫度異常升高。電纜接頭溫度在線監(jiān)測系統(tǒng)正是針對這一問題,利用前沿傳感技術(shù)對關(guān)鍵接頭進行實時、連續(xù)的溫度“把脈”,成為接頭過熱故障的“預(yù)警雷達”。該技術(shù)的關(guān)鍵在于部署高精度、高可靠性的溫度傳感器。目前主流方案包括:分布式光纖測溫(DTS):沿電纜或緊貼接頭敷設(shè)特殊傳感光纖,利用拉曼或布里淵散射效應(yīng),實現(xiàn)數(shù)公里范圍內(nèi)連續(xù)空間溫度感知,精度可達±1°C,是長距離隧道、管廊監(jiān)測的首要選擇,但成本會比較搞。無線測溫傳感器:采用微型化、低功耗設(shè)計,直接安裝在接頭表面或壓接點,通過無線(如LoRa、NB-IoT、Zigbee)或有線方式傳輸數(shù)據(jù),尤其適用于分散、難以布線的接頭。紅外熱成像:適用于可觀測的接頭,通過固定式熱像儀進行非接觸掃描,提供直觀的溫度場圖像。在線溫度監(jiān)測的價值遠不止于實時讀數(shù):準確預(yù)警,防患未“燃”:系統(tǒng)設(shè)定多級溫度閾值(如環(huán)境溫升>15°C報警,>30°C跳閘),自動觸發(fā)告警。 HFCT頻帶選擇通常為3MHz-30MHz避開工頻干擾。
電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)通常采用分層分布式架構(gòu):感知層(現(xiàn)場層):“感官末梢”:各類傳感器(HFCT、溫度傳感器、DTS主機、振動傳感器、電流互感器等)部署在電纜接頭、接地箱、隧道等關(guān)鍵節(jié)點。就地采集單元(IED):安裝在現(xiàn)場柜內(nèi),負責傳感器信號采集、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理和暫存。具備邊緣計算能力,可進行初步的閾值報警和特征提取。傳輸層(網(wǎng)絡(luò)層):“信息高速公路”:將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)從現(xiàn)場可靠傳輸至監(jiān)控中心。根據(jù)場景選用:光纖通信:高帶寬、抗干擾,適合長距離主干網(wǎng)。無線通信:4G/5G、LoRa、NB-IoT等,適用于分散、難以布線的點位。工業(yè)以太網(wǎng):適用于變電站、隧道內(nèi)部組網(wǎng)。平臺層(主站層):“智能大腦”:部署在監(jiān)控中心或云平臺??梢暬c告警:展示監(jiān)測點狀態(tài),實時數(shù)據(jù)曲線、局放圖譜顯示;設(shè)定多級閾值(預(yù)警、報警、緊急),支持短信、APP推送等多方式告警。價值閉環(huán):感知層捕獲“體征”->傳輸層匯聚信息->平臺層分析決策->指導現(xiàn)場運維干預(yù)(檢修、減載),形成“監(jiān)測-診斷-預(yù)警-處置”的智能閉環(huán),極大提升電纜線路的安全性、可靠性和經(jīng)濟性,為智能電網(wǎng)奠定堅實根基。 局部放電相位圖譜(PRPD)需記錄放電幅值、頻次及相位分布特征。湖北變壓器局放在線監(jiān)測供應(yīng)商家
套管末屏電流監(jiān)測診斷套管介質(zhì)損耗異常。天津開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測解決方案
脈沖電流法是局部放電(局放)監(jiān)測中常用的方法之一,其原理基于局部放電過程中產(chǎn)生的脈沖電流信號。當絕緣材料內(nèi)部出現(xiàn)局部放電時,會在放電瞬間產(chǎn)生一個短暫的電荷轉(zhuǎn)移,這個電荷轉(zhuǎn)移會在設(shè)備的接地線上感應(yīng)出一個脈沖電流信號。脈沖電流法通過在設(shè)備的接地線上安裝高阻抗的耦合電容或電感傳感器,檢測這些脈沖電流信號。傳感器將感應(yīng)到的脈沖電流信號轉(zhuǎn)換為電壓信號,并通過放大器放大后傳輸?shù)奖O(jiān)測系統(tǒng)進行分析。脈沖電流法的優(yōu)點是靈敏度高,能夠檢測到微弱的局放信號,且測量電路簡單,抗干擾能力較強。然而,其缺點是容易受到外部電磁干擾的影響,尤其是在復雜電磁環(huán)境中,可能會導致誤報。此外,脈沖電流法只能檢測到局放信號的存在,但難以準確定位局放的位置。盡管如此,脈沖電流法仍然是目前應(yīng)用常用的局放監(jiān)測方法之一,應(yīng)用于電力設(shè)備如變壓器、GIS、電纜等的局放監(jiān)測中。 天津開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測解決方案
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