I. Определение и основные цели
Обнаружение энергетического оборудования в реальном времени подразумевает проверку на месте-параметров состояния оборудования (таких как частичный разряд, температура, состав газа и т. д.) с помощью портативных приборов во время работы оборудования. Оно включает измерение этих параметров в-времени, а также отбор и анализ проб нефти или газа. Основная цель этого процесса:
1. Своевременное обнаружение потенциальных опасностей. С помощью краткосрочных-и высокочувствительных испытаний-выявляйте аномальные сигналы во время работы оборудования (например, частичный разряд, перегрев, ухудшение изоляции и т. д.) и выявляйте скрытые неисправности.
2. Предотвращение несчастных случаев: избегайте перебоев в подаче электроэнергии или инцидентов, связанных с безопасностью, вызванных неисправностями оборудования, обеспечивая бесперебойное электроснабжение электросети.
3. Оптимизация стратегий обслуживания. Обеспечьте поддержку данных для обслуживания-по состоянию, сократите количество ненужных проверок-при отключении питания и повысьте эффективность обслуживания.
4. Экономические преимущества. По сравнению с системами онлайн-мониторинга, обнаружение в реальном времени отличается низкими инвестициями и высокой гибкостью и подходит для широкомасштабного-продвижения.
II. Общие методы обнаружения и технические принципы
1. Технология обнаружения частичных разрядов
Метод сверхвысокой частоты (УВЧ). Обнаруживает сигналы электромагнитных волн в диапазоне частот 300-3000 МГц, обладает высокой помехозащищенностью, подходит для внутреннего разряда в КРУЭ, трансформаторах и т. д.
Ультразвуковой метод: улавливает сигналы акустических волн, генерируемые частичным разрядом, с помощью датчиков волны давления, подходит для диагностики внутренних дефектов в оборудовании, таком как трансформаторы, распределительные шкафы и т. д.
Метод высокочастотного тока (HFCT): обнаруживает сигналы тока в диапазоне частот 3–30 МГц, обычно используемые для контроля разряда в кабельных соединениях, молниеотводах и т. д.
Метод переходного напряжения на землю (TEV): обнаруживает переходные импульсные напряжения на поверхности распределительных шкафов для обнаружения внутреннего разряда.
2. Тепловидение и оптическое обнаружение
Инфракрасное тепловизионное изображение: выявляет такие проблемы, как ослабление соединений, перегрузка, старение изоляции из-за аномального распределения температуры на поверхностях оборудования, подходит для линий электропередачи, распределительных шкафов и т. д.
Ультрафиолетовая визуализация: обнаруживает ультрафиолетовые волны, генерируемые разрядом, используемые для обнаружения поверхностных дефектов, таких как повреждения проводов, загрязнение изолятора.
3. Химический и газовый анализ
Анализ растворенного в масле газа (DGA): обнаруживает компоненты газа, такие как H₂, CH₄, C₂H₂, в трансформаторном масле посредством хроматографии, чтобы определить степень термического разложения или разряда изоляционного материала.
Обнаружение газа SF₆: анализирует влажность, чистоту и продукты разложения (такие как SO₂, H₂S) газа SF₆ в оборудовании КРУЭ, косвенно диагностируя внутренние разряды или дефекты уплотнения.
4. Вибрация и акустическое обнаружение
Анализ сигналов вибрации: отслеживает механические вибрации оборудования, такого как трансформаторы, реакторы, с помощью датчиков ускорения, выявляя незакрепленные компоненты или деформацию обмотки.
Технология акустических отпечатков пальцев: записывает акустические сигналы во время работы устройств РПН-трансформаторов для оценки механических условий.
5. Другие специализированные технологии
Диэлектрическая спектроскопия в частотной области (FDS): анализирует частотные характеристики диэлектрических потерь масляной-бумажной изоляции для оценки влажности или степени старения.
Рентгеновская-визуализация: позволяет обнаружить внутренние структурные дефекты (например, износ контактов) в ГИС и другом оборудовании.
III. Типичные сценарии применения и охват оборудования
Тип устройства
Применимая технология обнаружения
Цель обнаружения
Трансформатор
Масляная хроматография, инфракрасная термография, метод высокочастотного тока, обнаружение вибрации
Деформация обмотки, многократное заземление сердечника, частичный разряд, разрушение масляной-бумажной изоляции.
ГИС-оборудование
Ультра-высокочастотный метод, анализ газа SF₆, ультразвуковой метод, рентгеновская-визуализация
Внутренний разряд, утечка газа, плохой контакт контактов
Распределительный шкаф
Метод переходного напряжения, ультразвуковой метод, инфракрасная термография
Внутренний разряд, перегрев контактов, механическое заклинивание.
Кабель передачи энергии
Метод высокочастотного тока, испытание на частичный разряд колебательной волны, измерение температуры оптического волокна
Дефекты соединений, местные разряды, старение изоляции
Предохранители
Инфракрасная термография, обнаружение тока утечки
Износ пластины клапана, поглощение влаги и нарушение герметичности.
Изолятор
Ультрафиолетовая визуализация, инфракрасная термография, метод гармонического электрического поля.
Загрязнение поверхности, трещины и дефекты внутренней изоляции.
IV. Отраслевые стандарты и нормативная база Национальный стандарт
DL/T 2277-2021: определяет общие технические требования к приборам обнаружения под напряжением, включая условия работы, методы испытаний, маркировку, упаковку и т. д.
GB/T 2900.50-2008: Определяет термины электротехники и предоставляет базовые стандарты для технологий обнаружения.
2. Стандарты сетевых предприятий
Серия Q/GDW 11304: Технические спецификации для приборов обнаружения прямого действия, составленные State Grid и разделенные на 21 часть, в которых подробно описаны требования к такому оборудованию, как приборы инфракрасной термографии и высокочастотные приборы частичных разрядов.
Каталог новых технологий Southern Power Grid (2023 г.): продвигает новые технологии обнаружения в реальном времени, такие как тестирование цифровых беспроводных разрядников на основе оксида цинка и тестирование контактного импеданса ГРУЭ.
3. Рекомендации по применению и правила реализации
DL/T 664-2008 (инфракрасная диагностика), DL/T 345-2010 (ультрафиолетовая диагностика): содержат практические рекомендации по конкретным методам обнаружения.
Местные документы, такие как Лу Дэнюнь Цзянь [2015] №. 45: Сформулируйте циклы и процессы обнаружения в реальном времени на основе региональных особенностей.
V. Типичные случаи и анализ последствий
Место разгрузки ГИС-оборудования
Кейс: При ультразвуковом контроле КРУЭ подстанции 500кВ обнаружен аномальный сигнал. В сочетании с ультразвуковым методом было идентифицировано как взвешенные выделения внутри шинопровода. После разборки было подтверждено, что защитная крышка ослаблена.
Эффект: предотвращено нарушение изоляции, вызванное непрерывным развитием разрядов, что снижает прямые экономические потери на сумму более 10 миллионов юаней.
2. Аномальная хроматография трансформаторного масла.
Случай: Анализ растворенных газов в масле показал, что концентрация C₂H₂ превысила норму, что указывает на внутренний дуговой разряд. Своевременное выключение на техническое обслуживание выявило, что сгорели контакторы РПН.
Эффект: Предотвращены аварии по взрывам трансформаторов и обеспечена стабильность региональной электросети.
3. Обнаружение частичного разряда кабеля распределительной сети.
Случай: Испытание на частичный разряд колебательной волны выявило дефект в промежуточном соединении кабеля 10 кВ. Точность позиционирования достигала 0,5 метра. После замены величина частичного разряда снизилась до безопасного диапазона.
Эффект: Сокращение времени простоя пользователей и улучшение показателей надежности электроснабжения.
VI. Технические проблемы и тенденции развития
1. Текущие проблемы
Пороговая неоднозначность. Некоторые методы обнаружения (например, TEV) не имеют единого стандарта оценки и основаны на опыте.
Подавление помех: разделение сигналов в сложной электромагнитной среде затруднено (например, влияние фонового шума подстанции на обнаружение УВЧ).
Интеграция данных. Интеграционный анализ и интеллектуальная диагностика данных обнаружения из нескольких-источников по-прежнему требуют решения.
2. Будущие направления
Интеллектуальное обновление: объедините алгоритмы искусственного интеллекта для автоматической классификации дефектов и оценки рисков.
Бесконтактное обнаружение: продвигайте новые технологии, такие как спектроскопия лазерного пробоя (LIBS) и терагерцовая визуализация.
Интеграция Интернета вещей. Создайте облачную платформу для данных обнаружения, поддерживающую удаленную диагностику и профилактическое обслуживание.
