開關柜局部放電檢測裝置
成果與項目的背景及主要用途: 目前,為獲取開關柜內的絕緣信息,通常進行停電的周期性試驗。由于檢測 是在停電狀態下進行的,因而無法展現絕緣狀態在電場、熱場和機械應力作用下 發生漸變而劣化的過程,進而不能對開關柜的維護檢修提供合理的建議,造成了 大量的人力、物力和財力的浪費,甚至造成誤判,形成大的停電事故。為彌補周 期性試驗的缺陷,新近發展起來的在線測溫技術、在線測位移技術等已在開關柜 中獲得應用并取得了不錯的效果,但其對測取絕緣材料劣化過程的能力并不令人 滿意。而對此類中、低壓開關柜局部放電進行監測,可及時發現故障隱患,并對 累積性故障做出預測。通過地電波便攜式設備診斷絕緣劣化過程及絕緣故障的有 效性已得到現場試驗的證明。通過局部放電的長期觀測開關柜設備的絕緣狀態, 通過分析局部放電特征量的變化趨勢,可以分析出開關柜工作時所處的安全境地。 一旦發現局部放電幅值或重復率發生顯著增長,即可確認開關柜中發生較危險的 絕緣故障,需停電進行維修。這樣,既為設備的維修提供了有效的參考建議,也 避免了周期性試驗的盲目性、信息缺失性和浪費。因此,局部放電在線監測具有 諸多周期性試驗無法比擬的優點,成為未來開關柜絕緣監測及診斷技術的發展方 向。 102天津大學科技成果選編 本項目擬開發的基于地電波與超聲波原理的局部放電檢測裝置,與現有產品 相比,具有量程大,信噪比高,連續工作時間長,操作方便等優點。另外,通過 配備無線通訊裝置,可實現遠程數據狀態傳送,為在集控中心的數據庫建立和歷 史數據分析提供幫助。直接收益:做到開關柜局部放電在線監測,實時監控;間 接收益:節約開關柜定期檢測所需的人力、物力成本。 技術原理與工藝流程簡介: (一)開關柜局部放電及檢測方法: 開關柜中的放電現象會嚴重損害絕緣材料的絕緣性能,從而引起爆炸、火災 等災害,因此局部放電現象的檢測及預警至關重要。 開關柜中若局部位置出現放電現象時,會產生超聲波及暫態低電壓,目前局 部放電的檢測方法多根據這兩種現象實現,做的比較好的是英國電科院通過暫態 低電壓監測的裝置,但是售價昂貴,且技術不對外公開。 局部放電產生的超聲波因為存在時間短而難以檢測,杜伯學老師的科研團隊 根據超聲波現象研制出了局部放電檢測設備,采用了 TEV 及超聲雙傳感器設計。 將此設備連接至開關柜,可以實現局部放電監測,并在出現異常時進行危險預警。 此項技術的性能指標已經可以與英國電科院的設備媲美,甚至有部分指標超過了 英國電科院。目前檢測裝置已經送往國家電科院檢測,技術較為成熟,可以進行 產業化推廣。 (二)開關柜局部放電在線監測系統: 整個系統包含監測終端、無線中繼、服務器三部分。無線通訊方案可選 ZigBee 等通信協議,無線中繼包含 485 串口以及光纖通訊接口,若無線通訊受限制,也 可以通過有線方式進行通訊。同時該系統支持 GPRS 通訊,若有多個監測地點, 可以通過 GPRS 實現遠程監測。如圖 1 所示: 本檢測終端可有效監測開關柜內局部放電,具有高精度、高靈敏度、抗干擾 能力強等特點,已廣泛用于電力企業的開關柜安全監測系統中。測量結果通過無 線傳輸,盡可能的減小了對于變電室結構的影響。儀器安裝于開關柜外表面,當 開關柜內部發生局部放電時,本儀器可監測到開關柜表面的 TEV 信號并且實現 103天津大學科技成果選編 104 對信號強度的測量;此外放電時產生的超聲信號也會被本儀器的超聲傳感器捕獲 并測量其強度。測量的結果經過無線傳輸至無線接收器及服務器,進行后續處理。 產品具有特點包括:采用新型 TEV 及超聲雙路傳感器;采用無線傳輸;可 直接安裝于開關柜外表面,位置靈活;超聲傳感器采用分離結構,可靈活安裝; 反應迅速;精確度高;傳感器密封性好;實時在線檢測,遠程控制,24 小時無 人值守。 Zigbee 無線接收中繼用于接收站內所有監測終端數據,并將這些數據傳至 后臺服務器。與后臺服務器通訊方式為光纖傳輸或 485 通信,可根據現場情況選 擇。 (三) 服務器 后臺處理程序及人機界面軟件包基于 windows 系統開發,操作簡便,容易 掌握。軟件包括處理程序及人際交互界面。 顯示內容包括:當前監測數據值;歷史監測數據值;歷史監測數據曲線;歷 史報警值開關柜安全狀態評估結果。 軟件界面根據具體變電站檢測規數量及結構而定,可根據用戶要求修改主界 面顯示參數。 應用領域:智能電網開關柜在線監測 技術轉化條件:1000 平米廠房、工作站及相關軟件。 合作方式及條件:根據具體情況面議
天津大學
2021-04-11