智能电网中的电力设备状态检测技术及其进展优秀课件

II 电力设备状态检测与在线监测 技术新进展
• 油中溶解气体监测 • 局部放电监测 • 绕组测温 • 红外与紫外 • 振荡波 • ……
远红外法DGA监测系统（FTIR）
FTIR现场安装图
FTIR的性能
项目
H2 C2H2 C2H4 CH4 C2H6 CO CO2 水份
测量浓度
(ppm)
10 1
Heat Run Test Results for ODFS-133000KVA/ 500KV Transformer
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
HV Lead HV
HV Time (hrs)MV
Lead MV
Lead RW
MV Top Oil
红外热成像测试技术
※ 原理：
3
1 20 5 10
5%
FTIR 重复性 (+/-,ppm)
5
0.3 0.6 0.2
5ຫໍສະໝຸດ Baidu
2
5
3%
测量范围 10～ 1～ 3～ 1～ 20～ 5～ 10～ 5～
(ppm)
200 1000 1500 1500 1500 2000 8000 95％
UHF局放检测传感器
UHF测局放实例——故障之一
➢ 局放量6000pC ➢ 解体发现系由于静电屏蔽焊接不良造成电位浮动产生
时域及频域的方法
1000
I ( (nA)
油电导率
绝缘 几何尺寸
high 100
low
10
1
0,1
1
10
10
时域：
Ipol
※ 回复电压(RVM)
Idep
高 低
※ 极化/去极化电流(PDC)
100
1000 10000
时间(s)
频域：
tand
纸板中的水 分
绝缘 几何尺寸
1
高
低 0,1
高 低
※ 频域谱法(FDS)
C2H2: 7
28.1℃
总烃: 15766
严重超标
红外检测实例——高压电缆
用吊舱进行线路航测
红外诊断的局限性
1) 由于环境因素的影响，设备散热、传热条件不同，这样 所测得的发热点相对环境温度的温升存在误差，必然带来热 缺陷判断的误差； 2) 只能观察设备表面温度分布，对于设备内部过热点（电 缆接头、GIS内部接头、断路器触头等），很难确定其警戒 温升。 3) 不同设备、不同材料的发热特性各不相同，在不同条件 下的允许温升应各不相同，以及测量的误差和参考点选取的 随机性，所得相对温升存在很大误差，根据相对温升来分析 热缺陷并不准确。目前的红外诊断技术侧重于红外图谱的定 性分析，受人为因素的影响比较大
温度计 （传感器端部）安装
温度计 （传感器端部）安装
油箱壁安装方式
运行——动态负荷
Hotspot Top Oil
Load
光纤测温的重要性
1. 与传统方法的不 同
2. 在线监测
3. 油温与绕组温度 不一致
4. 冷却系统瞬时控 制
5. 现场维修人员有 效工具
6. 热运行试验
Temperature (Deg C)
GIS内部温度等值曲线图（设线芯温度为368.613℃）
紫外线成像
※ 通过观察设备的 “电晕”及 “电气放电” “电弧” 来判断设备的故障所在位置
※ 断股，污染，裂纹等现象 ※ 与红外互补
紫外成像——双光谱
太阳盲区滤片+紫外光探测器 检测电晕及电气放电
光源
紫外图像
可见光图像
图像重叠
用可见光图像 显示被测物体的实物形状
在线测温的关键部件
温度计 （传感器端部）安装
温度计 （传感器端部）安装
➢ 在线圈或线圈套筒处理之前安装改良支撑、合适的支架以保护光纤电 缆
➢ 为了便于安装，需要将套筒磁极尾的末端进行适当的改动 ➢ 完整撑条必须安装在临近最热点的撑条中，更换原有的盘式绕组。合
适尺寸的楔形撑条是必须的
温度计 （传感器端部）安装
智能电网
• • •
• • •
电 子
计 算 机
通 讯
基础技术
分蓄智 布能能 电技设 源术备
产业发展
科学技术进步是基础
智能电网特征
传统输配电网
现代电力技术
智
能
现代测控技术
电
计算机技术
网
通信技术
电力电子技术
随着电网资产规模的扩大、设备数量的增 加、技术水平的提高以及运行标准要求的 日趋严格，管理好、维护好、运行好各级 电网，提高设备的健康水平和使用寿命， 降低电网运行维护成本，对于保证电网安 全、改善电能质量、提高供电可靠性和资 产运营效率，都具有重要的作用——状态 检修是智能电网建设中的关键一环。
红外检测实例——断路器
红外检测实例——PT
红外检测实例——避雷器
红外检测实例——CT
AR01 LI02 AR02
LI01
32.7℃
➢ tand: 3.1%
超标(标准 1.0%)
32
➢ DGA: (ppm)
31
H2: 73714
CH4: 13749
30
C2H6: 1884
29
C2H4: 125
➢ 用红外线热像仪来捕捉（接收）物体表面发出的红外辐射，显 示物体表面辐射能量密度的分布情况（红外热图）。
➢ 通过观察物体的红外热分布图，并测量所需位置的温度，来判 断设备故障所在的位置及程度（缺油，受潮，松动，绝缘老化 等情况）。
※ 特点：
➢ 是被动的、非接触式的检测。 ➢ 在设备运行状态时测试。 ➢ 远距离、准确、实时、快速、简便、安全、可靠、直观。
智能电网中的电力设备状态检 测技术及其进展
目录
一、前言 二、电力设备状态检测与在线监测技术新进展 三、智能电网中的状态检测特点与要求 四、支持状态检测的高级算法和诊断系统 五、小结
技术/标准进步 环保压力
I 前言
智能计量/需求 响应
设备老化
电力需求增长
成本上升
进 入 21 世 纪，随着全球 资源、环境压 力的不断增大， 用户对电能可 靠性和质量要 求的不断提升， 电力行业正面 临前所未有的 挑战和机遇。
• 在白天、日光下检测 紫外光的放射现象
双光谱图像
紫外成像——污染、破损绝缘子
用紫外法监测带电水冲洗
电介质响应测量方法
高压电源
~
电流表
低压绕组 保护
高压绕组
主绝缘
油箱
物理性质测量: ※ 纸板及绝缘油的导电率 ※ 界面极化
影响因素: ※ 绝缘几何尺寸 ※ 温度 ※ 受潮程度 ※ 可导电的老化产物
红外检测实例——导线
➢ 华中至上海500kV线路孝感段巡检 ➢ 导线连接处；距离50m ➢ 紧急缺陷（256oC），现场带电作业
红外检测实例——线路绝缘子
红外检测实例——隔离开关
AR01
74.2℃ 70 60 50 40 30 20
20.0℃
AR01
92.0℃ 80 60 40 20
16.8℃