氣體絕緣全封閉組合電器(GIS)是電網(wǎng)安全穩定運行的重要保障。目前,江蘇省在運的高壓GIS設備間隔約為1.8萬(wàn)個(gè),數量居全國省級電網(wǎng)前列。2023年以來(lái),江蘇電力科學(xué)研究院牽頭開(kāi)展國家電網(wǎng)有限公司重大專(zhuān)項“超/特高壓GIS絕緣可靠性提升”專(zhuān)項研究框架項目中的《GIS外施沖擊振動(dòng)下耐壓和局放試驗方法》研究課題,從GIS投運前的缺陷檢出方法、運行中的缺陷數字化檢測技術(shù)以及偶發(fā)潛伏性缺陷檢測方法等方面開(kāi)展工作,進(jìn)一步提升江蘇超特高壓GIS設備的運行可靠性。
變被動(dòng)為主動(dòng)
精 準檢測GIS放電現象
GIS設備操作后易引發(fā)內部毛刺等異物運動(dòng),從而引發(fā)局部放電現象,導致設備性能下降甚至損壞。如果采用傳統的靜態(tài)條件下GIS耐壓和局部放電檢測方法,因GIS內部異物大多數處于靜止且低電位狀態(tài),往往難以捕捉這些操作瞬時(shí)產(chǎn)生的微弱放電信號,無(wú)法及時(shí)發(fā)現和處理故障。
2023年起,江蘇電科院開(kāi)展GIS故障機理研究,探索外施沖擊振動(dòng)下的GIS局部放電檢測技術(shù),研制模擬GIS操作振動(dòng)的外施沖擊振動(dòng)裝置,包含沖擊錘及局部放電同步檢測裝置。該院輸變電技術(shù)中心開(kāi)關(guān)試驗專(zhuān)職李玉杰介紹,沖擊錘應用于GIS耐壓及局部放電檢測試驗的局部檢測階段,可在GIS耐壓試驗期間模擬開(kāi)關(guān)操作振動(dòng),激發(fā)GIS內異物運動(dòng)。局部放電同步檢測裝置能精 確檢測振動(dòng)沖擊時(shí)間內的放電信號,為運檢人員提供準確的絕緣異常預警信息。
目前,該檢測裝置已在南通220千伏丁倉輸變電工程等工程中應用,發(fā)現GIS內部金屬性異物引發(fā)水平盆式絕緣子擊穿等GIS現場(chǎng)安裝質(zhì)量問(wèn)題3個(gè)。通過(guò)該裝置,運維人員及時(shí)發(fā)現GIS設備的潛在故障,并采取有效修復措施,避免設備故障導致的安全事故。
以智能代人工
數字化管控帶電檢測業(yè)務(wù)
GIS設備經(jīng)過(guò)耐壓局部放電檢測并投運后,電網(wǎng)企業(yè)還會(huì )定期對設備開(kāi)展帶電檢測。帶電檢測作業(yè)質(zhì)量精細管理已成為保障設備平穩運行的重要一環(huán)。
“以往,帶電檢測數據主要采用紙質(zhì)記錄方式,檢測作業(yè)質(zhì)量評價(jià)需定期組織運檢單位集中開(kāi)展帶電檢測紙質(zhì)報告互查。為了更好支撐業(yè)務(wù)決策,要進(jìn)一步提升管控效率?!苯K電科院輸變電技術(shù)中心數字化專(zhuān)職莊添鑫說(shuō)。
8月,江蘇電科院研發(fā)的帶電檢測數據匯聚與智能診斷應用在新一代設備資產(chǎn)精益管理系統(PMS3.0)上線(xiàn),為全省帶電檢測數據分析和業(yè)務(wù)質(zhì)量管理打下了基礎。該應用包含紅外、局部放電帶電檢測測點(diǎn)臺賬管理、檢測數據標準化轉換、數據批量上傳、任務(wù)數據自動(dòng)關(guān)聯(lián)、結果智能診斷等功能,可實(shí)現帶電檢測測點(diǎn)固化、作業(yè)過(guò)程管理和數據檔案構建。
此外,該應用還規范了不同站點(diǎn)的設備測點(diǎn)臺賬,提供了數據匯聚和集中管理的平臺,為帶電檢測業(yè)務(wù)數字化管理提供基礎條件。與以往紙質(zhì)化存檔和人工定期審查相比,該應用的數據歸檔和評價(jià)時(shí)效由數月縮減到一周以?xún)?,帶電檢測質(zhì)量評價(jià)效率提高了5倍以上。
從普查到重點(diǎn)
監測預警偶發(fā)性局部放電
帶電檢測業(yè)務(wù)實(shí)現數字化管控后,按照近年來(lái)的設備故障情況及現場(chǎng)運行經(jīng)驗判斷,受電場(chǎng)分布、環(huán)境等因素影響,GIS內部潛伏性絕緣缺陷引發(fā)的局部放電呈現較強的間歇偶發(fā)特征。
此前,主流的GIS帶電檢測或在線(xiàn)監測技術(shù)僅能獲得設備局部放電信號幅值、相位等“輪廓特征”,再通過(guò)累積特征圖譜等方式辨識診斷局部放電類(lèi)型。這種方法無(wú)法及時(shí)捕獲、精 準定位與可靠診斷GIS內部的潛伏性缺陷偶發(fā)局部放電信號。
2023年9月,江蘇電科院?jiǎn)?dòng)了GIS全場(chǎng)景高精度局部放電智能監測技術(shù)研究,先后攻克了偶發(fā)局部放電原始波形不間斷高保真采集處理、多源信號自動(dòng)分離與高精度定位等技術(shù)難題。該院于今年7月成功研發(fā)GIS全場(chǎng)景高精度局放智能監測系統。該系統主要包括局放傳感器、系統主機和遠程后臺,既可用于實(shí)時(shí)帶電檢測和疑似偶發(fā)局部放電信號診斷定位,也可作為GIS“重癥”監護系統在現場(chǎng)長(cháng)期部署,滿(mǎn)足多種場(chǎng)景下GIS特高頻局部放電實(shí)時(shí)檢測與遠程監護需求。
“與人體體征監護儀的工作原理類(lèi)似,現場(chǎng)專(zhuān)業(yè)人員只需通過(guò)內置或外接傳感器,將GIS內部特高頻信號接入監測系統主機,即可對檢測數據開(kāi)展不間斷的高速采集與就地分析,實(shí)現缺陷精 準定位與高可靠診斷,準確率達95%以上。監測數據可通過(guò)4G電力無(wú)線(xiàn)專(zhuān)網(wǎng)交互通道實(shí)時(shí)接入PMS3.0,為運維人員提供決策支撐?!苯K電科院輸變電技術(shù)中心狀態(tài)檢測專(zhuān)責尹澤介紹。
截至目前,該系統已在1000千伏東吳變電站、±800千伏姑蘇換流站、220千伏東大變電站等7站的10余個(gè)GIS間隔上部署應用,成功檢測并定位7起GIS內部絕緣缺陷,輔助供電企業(yè)制訂針對性檢修計劃,及時(shí)消除設備安全隱患。
江蘇電科院正加快推動(dòng)GIS帶電檢測數據匯聚分析,推進(jìn)新型GIS監測裝置研發(fā)應用,有序開(kāi)展GIS在線(xiàn)監測系統建設,保障電網(wǎng)設備安全可靠運行。
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