電氣一次設備在線安全評價及故障預測研究

陳 莉，韋 剛，胡欣然

（國網安徽省電力公司淮南市潘集區供電公司，安徽 淮南 232001）

電氣一次設備在線安全評價及故障預測研究

陳 莉，韋 剛，胡欣然

（國網安徽省電力公司淮南市潘集區供電公司，安徽 淮南 232001）

電氣一次設備是電力系統核心組成部分，關乎電力系統運行安全性與可靠性。若電氣一次設備發生故障問題將造成非計劃性停電，給人們日常生活和社會生產帶來不便，制約經濟發展建設。因此，電力企業非常有必要采取有效的電氣設備安全評價與故障預測措施。但傳統技術條件下故障預測準確性差，安全評價效率低，已不能滿足日益復雜的電力系統結構。而在線檢測技術則為設備安全評價及故障預測提供了技術支持，構建了一種現代化、信息化故障預測與安全評價模式，在降低故障預測難度的同時更能提高預測有效性。本文將針對電氣一次設備在線安全評價及故障預測展開研究和分析。

電氣設備；一次設備；安全評價；故障預測

0 引言

人類社會已對電能產生依賴性，現代社會活動的各個領域都對電能進行了不同程度的應用，不論日常生活，還是企業生產辦公都離不開電力支持，保障供電穩定性與可靠性至關重要。近些年來，隨著經濟的快速發展，城市化和工業化進程發展速度加快，整個社會用電需求快速增長，使得供電難度隨之提高。電氣一次設備運行環境復雜，長期運行中出現故障問題在所難免。為降低電氣一次設備故障率，確保電力系統運行安全行和可靠性，做好電氣一次設備安全評估與故障預測至關重要。而在線檢測技術的應用，則能大幅度提升安全評估與故障預測水平，提高預測可靠性，以便于及時消除故障隱患。

1 電氣一次設備故障類型

電氣一次設備是電力系統不可缺少的重要組成部分，直接參與電能生產和使用，其運行狀態對電力系統運行狀態有直接影響，很大程度上決定著電廠安全性，主要包括：斷路器、變壓器、隔離開關等等［1］。近些年來，隨著經濟的快速發展，社會用電量加大，電力供求矛盾日益突出，供電難度隨之提高，大量感性負荷和非線性電氣設備接入電網，電氣一次設備故障率呈上升趨勢。例如：超負荷、絕緣老化受潮、錯誤操作、觸頭不牢固等原因都可能誘發電氣一次設備故障問題。從電氣一次設備故障類型來看，可分為：內部故障與外部故障兩大類。如變壓器過熱、運行聲音異常、繞組變形、引線脫落、絕緣老化、觸頭接觸不良、回路控制故障、斷路器誤動或拒動等。根據相關研究數據顯示，絕緣故障率占總故障率的百分之四十左右，斷路器故障率占百分之二十左右。這些設備故障問題的發生，輕則增加供電能耗，重則直接導致電力系統癱瘓，造成電氣一次設備損壞。因此，非常有必要采取有效電氣一次設備安全評價與故障預測措施，對電氣一次設備運行進行監測，預知設備故障隱患，將故障消滅在萌芽階段，以降低設備故障率，使電氣一次設備處于健康、穩定運行狀態，確保電力系統運行安全［2］。但傳統技術條件下，預測有效性差，一些故障隱患不能被及時發現。因此，為提高設備故障預測與安全評估有效性和實效性，應加強對在線檢測技術的應用，以提高故障預測與安全評估水平。

2 電氣一次設備在線安全評價及故障預測技術

電氣一次設備在線安全評價及故障預測，應用信息技術、傳感技術、自動化技術，能有效降低設備檢測成本和難度，節約人力物力投入，提高檢測有效性［3］。監測中能對電壓、電流、頻率、運行狀態進行高效檢測，一旦發現設備便會發出警報，并將故障信息反饋給系統，為故障維護提供支持，能有效提高設備維護與維修效率，縮短維護時間。下面通過幾點來分析電氣一次設備在線安全評價及故障預測技術：

2.1 GPS監測技術

GPS監測技術是新型設備狀態安全監測技術，能實現自動化故障檢測，而且檢測信息具有可視化特點，可成圖、可打印，直觀性強，能為故障維修提供依據。GPS監測技術中包含：SCΑDΑ系統與監視控制系統，應用范圍非常廣泛。GPS監測技術具體應用中，是通過記錄電磁暫態分析故障，實現對電氣一次設備運行狀態安全進行監測。該技術產生的檢測數據可靠性和有效性好，不存在其他故障錄波儀器使用中的數據冗余問題。GPS監測技術與通信技術有機結合便能實現在線安全狀態檢測與評估，監測數據同步傳輸。并且這些數據能成為故障分析與歸納參考資料。GPS監測技術同步方式是：通過鉗形傳感器觸發外同步，從電氣設備接地線上獲取同步信號。若外同步無法觸發則以50Hz固定頻率觸發內同步。分析方式通過特征值分析模型進行故障分析，并監測特高頻信號，通過圖譜變化便可識別故障點，故障識別率高，速度快。

2.2 紅外檢測技術

紅外檢測技術是目前較為常用在線故障預測技術，已經非常成熟，不僅檢測效果好，有效性強，而且不論是內部故障，還是外部故障都能適用，屬于非接觸檢測，安全性好。電氣一次設備工作狀態與熱有密切關系，一旦發生故障，例如：短路、接觸不良等故障，都會導致設備發熱溫度升高。通過紅外檢測技術便能檢測出設備細微溫度變化，可在毫米大小目標上檢測溫度分布確定故障情況，進行故障預測，所以非常適合于發熱類故障判斷，可檢測各部位接頭、冷卻裝置控制元件運行溫度，對監測變壓器潛伏性故障有很大幫助，如：診斷箱體渦流、油路系統、變壓器內部等故障。傳統技術條件下，由于變壓器內部結構復雜，內部故障檢測難度大，若故障點位置較深處于油內，便更難發現故障。而紅外檢測技術能對變壓器熱分布進行檢測，設備熱分布異常，往往就是故障前兆。

3 結束語

電氣一次設備對電力系統的重要性毋庸置疑，一旦發生故障問題必然影響電力系統運行的穩定性、可靠性、安全性，使電力企業遭受經濟損失，導致設備燒毀。因此，非常有必要進行有效安全評估與故障預測措施。但傳統技術手段局限性大，檢測效果并不理想，難以獲得預期檢測效果。因此，應加強對在線安全評價與故障預測技術的應用。

［1］李紹峰.淺談變電一次主要設備的故障預測及檢測方式與技術［D］.中南大學，2013（20）∶265-266.

［2］劉糝亮.電力企業變電一次設備檢修運行中的問題及對策分析［D］.華北電力大學，2013（19）∶140.

［3］李商煙.火電機組設備安全調試運行及危險點預測預控故障分析技術研究［D］.華北電力大學，2014（04）∶203-204.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.157