智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)及其進(jìn)展

智能電網(wǎng)中的電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)及其進(jìn)展1第1頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一、前言二、電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)技術(shù)新進(jìn)展三、智能電網(wǎng)中的狀態(tài)檢測(cè)特點(diǎn)與要求四、支持狀態(tài)檢測(cè)的高級(jí)算法和診斷系統(tǒng)五、小結(jié)目錄2第2頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月I前言進(jìn)入21世紀(jì)，隨著全球資源、環(huán)境壓力的不斷增大，用戶對(duì)電能可靠性和質(zhì)量要求的不斷提升，電力行業(yè)正面臨前所未有的挑戰(zhàn)和機(jī)遇。技術(shù)/標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)步設(shè)備老化智能計(jì)量/需求響應(yīng)環(huán)保壓力成本上升電力需求增長(zhǎng)3第3頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)技術(shù)進(jìn)步是基礎(chǔ)智能電網(wǎng)基礎(chǔ)技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展電子計(jì)算機(jī)通訊分布電源蓄能技術(shù)智能設(shè)備4第4頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月智能電網(wǎng)特征智能電網(wǎng)

現(xiàn)代電力技術(shù)

現(xiàn)代測(cè)控技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)

電力電子技術(shù)通信技術(shù)

傳統(tǒng)輸配電網(wǎng)第5頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月隨著電網(wǎng)資產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大、設(shè)備數(shù)量的增加、技術(shù)水平的提高以及運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)要求的日趨嚴(yán)格，管理好、維護(hù)好、運(yùn)行好各級(jí)電網(wǎng)，提高設(shè)備的健康水平和使用壽命，降低電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)成本，對(duì)于保證電網(wǎng)安全、改善電能質(zhì)量、提高供電可靠性和資產(chǎn)運(yùn)營(yíng)效率，都具有重要的作用——狀態(tài)檢修是智能電網(wǎng)建設(shè)中的關(guān)鍵一環(huán)。6第6頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月II

電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)與在線監(jiān)測(cè)技術(shù)新進(jìn)展油中溶解氣體監(jiān)測(cè)局部放電監(jiān)測(cè)繞組測(cè)溫紅外與紫外振蕩波……7第7頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月遠(yuǎn)紅外法DGA監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（FTIR）8第8頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FTIR現(xiàn)場(chǎng)安裝圖9第9頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月FTIR的性能

10第10頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月UHF局放檢測(cè)傳感器11第11頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月12第12頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月UHF測(cè)局放實(shí)例——故障之一局放量6000pC解體發(fā)現(xiàn)系由于靜電屏蔽焊接不良造成電位浮動(dòng)產(chǎn)生13第13頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月14第14頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月在線測(cè)溫的關(guān)鍵部件

溫度計(jì)

（傳感器端部）安裝15第15頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度計(jì)

（傳感器端部）安裝在線圈或線圈套筒處理之前安裝改良支撐、合適的支架以保護(hù)光纖電纜為了便于安裝，需要將套筒磁極尾的末端進(jìn)行適當(dāng)?shù)母膭?dòng)完整撐條必須安裝在臨近最熱點(diǎn)的撐條中，更換原有的盤(pán)式繞組。合適尺寸的楔形撐條是必須的16第16頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度計(jì)

（傳感器端部）安裝17第17頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度計(jì)

（傳感器端部）安裝18第18頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月溫度計(jì)

（傳感器端部）安裝19第19頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月油箱壁安裝方式20第20頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月運(yùn)行——?jiǎng)討B(tài)負(fù)荷HotspotTopOilLoad21第21頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月光纖測(cè)溫的重要性與傳統(tǒng)方法的不同在線監(jiān)測(cè)油溫與繞組溫度不一致冷卻系統(tǒng)瞬時(shí)控制現(xiàn)場(chǎng)維修人員有效工具熱運(yùn)行試驗(yàn)22第22頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外熱成像測(cè)試技術(shù)原理：用紅外線熱像儀來(lái)捕捉（接收）物體表面發(fā)出的紅外輻射，顯示物體表面輻射能量密度的分布情況（紅外熱圖）。通過(guò)觀察物體的紅外熱分布圖，并測(cè)量所需位置的溫度，來(lái)判斷設(shè)備故障所在的位置及程度（缺油，受潮，松動(dòng)，絕緣老化等情況）。特點(diǎn)：是被動(dòng)的、非接觸式的檢測(cè)。在設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)時(shí)測(cè)試。遠(yuǎn)距離、準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)、快速、簡(jiǎn)便、安全、可靠、直觀。23第23頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測(cè)實(shí)例——導(dǎo)線

華中至上海500kV線路孝感段巡檢導(dǎo)線連接處；距離50m緊急缺陷（256oC），現(xiàn)場(chǎng)帶電作業(yè)24第24頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測(cè)實(shí)例——線路絕緣子25第25頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測(cè)實(shí)例——隔離開(kāi)關(guān)26第26頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測(cè)實(shí)例——斷路器27第27頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測(cè)實(shí)例——PT28第28頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測(cè)實(shí)例——避雷器29第29頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測(cè)實(shí)例——CTtand:3.1%

超標(biāo)(標(biāo)準(zhǔn)1.0%)DGA:(ppm)

H2:73714

CH4:13749

C2H6:1884

C2H4:125

C2H2:7

總烴:15766

嚴(yán)重超標(biāo)30第30頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外檢測(cè)實(shí)例——高壓電纜31第31頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用吊艙進(jìn)行線路航測(cè)32第32頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紅外診斷的局限性1)由于環(huán)境因素的影響，設(shè)備散熱、傳熱條件不同，這樣所測(cè)得的發(fā)熱點(diǎn)相對(duì)環(huán)境溫度的溫升存在誤差，必然帶來(lái)熱缺陷判斷的誤差；

2)只能觀察設(shè)備表面溫度分布，對(duì)于設(shè)備內(nèi)部過(guò)熱點(diǎn)（電纜接頭、GIS內(nèi)部接頭、斷路器觸頭等），很難確定其警戒溫升。3)不同設(shè)備、不同材料的發(fā)熱特性各不相同，在不同條件下的允許溫升應(yīng)各不相同，以及測(cè)量的誤差和參考點(diǎn)選取的隨機(jī)性，所得相對(duì)溫升存在很大誤差，根據(jù)相對(duì)溫升來(lái)分析熱缺陷并不準(zhǔn)確。目前的紅外診斷技術(shù)側(cè)重于紅外圖譜的定性分析，受人為因素的影響比較大第33頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月GIS內(nèi)部溫度等值曲線圖（設(shè)線芯溫度為368.613℃）第34頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紫外線成像通過(guò)觀察設(shè)備的“電暈”及“電氣放電”

“電弧”來(lái)判斷設(shè)備的故障所在位置斷股，污染，裂紋等現(xiàn)象與紅外互補(bǔ)35第35頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紫外成像——雙光譜在白天、日光下檢測(cè)紫外光的放射現(xiàn)象太陽(yáng)盲區(qū)濾片+紫外光探測(cè)器檢測(cè)電暈及電氣放電用可見(jiàn)光圖像顯示被測(cè)物體的實(shí)物形狀光源紫外圖像可見(jiàn)光圖像圖像重疊雙光譜圖像36第36頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月紫外成像——污染、破損絕緣子37第37頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月用紫外法監(jiān)測(cè)帶電水沖洗38第38頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電介質(zhì)響應(yīng)測(cè)量方法油箱保護(hù)高壓繞組低壓繞組高壓電源主絕緣~電流表物理性質(zhì)測(cè)量:紙板及絕緣油的導(dǎo)電率界面極化影響因素:絕緣幾何尺寸溫度受潮程度可導(dǎo)電的老化產(chǎn)物第39頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月時(shí)域及頻域的方法時(shí)域：回復(fù)電壓(RVM)極化/去極化電流(PDC)頻域：頻域譜法(FDS)缺點(diǎn)：低頻段水分估計(jì)

測(cè)試時(shí)間0,0010,010,11100,00010,0010,010,11101001000頻率(Hz)tan高低高高低低紙板中的水分絕緣幾何尺寸油電導(dǎo)率0,1101001000110100100010000時(shí)間(s)I((nA)1低highlow油電導(dǎo)率高IdepIpol絕緣幾何尺寸

40第40頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月碳納米管SF6分解氣體檢測(cè)第41頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CNT氣體傳感器對(duì)GIS中PD的基本響應(yīng)特性0.1MPaSF6尖-板電極施加電壓:10kV-30kV使用CNT氣體傳感器能夠檢測(cè)出SF6中發(fā)生的局部放電PD發(fā)生傳感器導(dǎo)納增加第42頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月新型振蕩波測(cè)試系統(tǒng)

OWTSM2828kVpeakvoltageOWTSM6060kVpeakvoltage43第43頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月電力設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)新的發(fā)展方向氣象信息的結(jié)合地理信息系統(tǒng)合并單元與二次保護(hù)系統(tǒng)結(jié)合44第44頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月III

智能電網(wǎng)中的狀態(tài)檢測(cè)

特點(diǎn)與要求實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)智能計(jì)量技術(shù)傳感與通信技術(shù)分析與輔助決策技術(shù)可視化展現(xiàn)與操作2023/7/144545第45頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月我國(guó)智能電網(wǎng)的發(fā)展目標(biāo)全面建設(shè)階段，建成發(fā)、輸（配）、用互動(dòng)式交易、運(yùn)行平臺(tái)，為發(fā)電廠、用戶提供在線定制服務(wù)。推廣運(yùn)用階段，總結(jié)試點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)，提出智能電網(wǎng)建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，逐步推廣智能電網(wǎng)建設(shè)。規(guī)劃試點(diǎn)階段，重點(diǎn)開(kāi)展智能電網(wǎng)發(fā)展規(guī)劃工作，制定技術(shù)和管理標(biāo)準(zhǔn)，開(kāi)展關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)和設(shè)備研制，開(kāi)展各環(huán)節(jié)的試點(diǎn)工作。第一階段第二階段第三階段我國(guó)應(yīng)分三個(gè)階段推進(jìn)智能電網(wǎng)的建設(shè)：46第46頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月智能電網(wǎng)對(duì)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)具體要求大量的智能分析算法數(shù)據(jù)就地存儲(chǔ)與判斷，再逐層綜合分析同類設(shè)備相互比較穩(wěn)定性與可靠性要求大幅提高自動(dòng)化程度提高技術(shù)有效性要求提高經(jīng)濟(jì)性47第47頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月IV支持狀態(tài)檢測(cè)的高級(jí)算法和診斷系統(tǒng)數(shù)據(jù)預(yù)處理濾波、平滑趨勢(shì)預(yù)測(cè)“指紋”識(shí)別技術(shù)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)援例推理基于統(tǒng)計(jì)的隱含馬爾可夫模型（HMM）專家系統(tǒng)48第48頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月指紋識(shí)別——指紋庫(kù)49第49頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月指紋識(shí)別——識(shí)別結(jié)果50第50頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月DGA中的ANN例

Y1Y2Y3Y451第51頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月對(duì)某油浸變壓器DGA的分析

正常過(guò)熱火花電弧52第52頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月單神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和組合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分類能力的比較

53第53頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月援例推理綜合診斷模型的結(jié)構(gòu)示意54第54頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月不同檢索方法在援例檢索中的正判率(％)

55第55頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一種綜合診斷神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)框圖例

56第56頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月CLP油中溶解氣體分析專家系統(tǒng)

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)CigreWG1501IEC60599DL/T722-2000IEEEC57.104基于CLP數(shù)據(jù)及經(jīng)驗(yàn)提出知識(shí)規(guī)則每年分析超過(guò)7000條樣本W(wǎng)arningLevelAnalysisTrendingAnalysis57第57頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月一種已實(shí)現(xiàn)的診斷專家系統(tǒng)框圖Y過(guò)熱放電導(dǎo)電回路

過(guò)熱導(dǎo)磁回路

過(guò)熱涉及

固體絕緣不涉及

固體絕緣三比值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、

援例分析作第二次判斷三比值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、

援例分析作第二次判斷三比值法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、

援例分析作第一次判斷輸入電氣試驗(yàn)、附件及

外觀檢查等異常信息N附件故障內(nèi)部故障判斷套管、風(fēng)扇、

油泵等附件故障基于粗糙集的

故障診斷較詳細(xì)的故障類型、

相關(guān)案例與建議色譜異常？輸入油色譜試驗(yàn)數(shù)據(jù)綜合診斷58第58頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月為建設(shè)智能電網(wǎng)，必須總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，找出薄弱及不足處。方向I積極引用有效、性價(jià)比高的各類檢測(cè)手段，特別是對(duì)關(guān)鍵設(shè)備及薄弱環(huán)節(jié)。高壓一次設(shè)備的數(shù)字化轉(zhuǎn)換提高在線監(jiān)測(cè)的效果，使得數(shù)字電網(wǎng)更加智能化V小結(jié)59第59頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方向II研發(fā)狀態(tài)分析診斷系統(tǒng)，逐步實(shí)現(xiàn)自我智能診斷、自我智能調(diào)整等能力。60第60頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方向III掌握設(shè)備狀況還要為運(yùn)行、擴(kuò)改建等服務(wù)，即努力實(shí)現(xiàn)全壽命優(yōu)化、為全局性的資產(chǎn)管理服務(wù)。61第61頁(yè)，課件共62頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月方向IV對(duì)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展過(guò)程中的認(rèn)識(shí)不足問(wèn)題將某些設(shè)備、某些技術(shù)在推廣過(guò)程中的薄弱環(huán)節(jié)誤認(rèn)為在線監(jiān)測(cè)的先天缺陷，難以克服提高，以至于部分人對(duì)該技術(shù)發(fā)展、推廣抱有觀望、否定