变电站带电检测技术方案

Ⅰ变电站

带电检测技术方案编制：天津市津海天源电力技术有限公司

前言变电在整个电力系统中占据重要的地位，其的运行状态直接影响电力系统的运行安全及效益，在我国华东、华中及广东等地区曾发生过变电站故障。通过对变电站设备运行状态进行在线监控、带电检测以及故障诊断，能有效提高变电设备运行的可靠性、安全性以及经济性，其能最大程度上降低变电站的维护成本。带电检测是发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力安全、稳定运行的重要保障。目前，红外检测技术被应用到电力运行发展中，具有不接触、不停电、大面积快速检测等优点，对保障输配变安全稳定运行和合理安排检修工作都起着重要的作用。红外线诊断技术为先进的诊断技术，可通过专业的测温人员运用专门的测温仪器，首先从设备的表面发出红外辐射信息，进而再判断设备的状况与缺陷，能及时地处理和预防重大安全事故的发生，有力保障电力设备稳定地、安全地运行。高压开关柜的安全可靠运行直接影响整个变电站的供电可靠性,而其故障前期往往表现为局部放电，近年来由于开关柜绝缘特性劣化导致的电力事故数量逐年攀升，导致电力系统供电可靠性差、不稳定等问题，据统计其中85%的绝缘特性劣化是由局部放电引起的。因此，高压开关柜的绝缘性能检测与故障诊断，是实现设备状态检修的重要前提，是保证设备安全可靠运行的关键。为克服传统停电周期性检查的局限性，减少停电损耗和降低维修费用，对运行中的高压开关柜进行局放带电检测，可获得能反映绝缘状况变化的信息，经分析处理后对设备作出合理诊断，并根据诊断的结论安排相应的检修。电力设备带电检测时发现设备潜伏性运行隐患的有效手段，是电力设备安全、稳定运行的重要保障。深入开展带电检测技术，对变电设备进行快速准确检测，能够及时发现电力设备的潜伏性故障，采取针对性措施，防止设备事故发生，对于保障电网安全可靠运行、提高供电可靠性具有重要意义。Ⅱ目录TOC\o"1-3"\h\u27766前言 范围本方案针对变电站设备的运行特性简述与其对应的带电检测技术，给出了所使用的带电检测仪器及其使用方法，用以判断带电运行设备是否存在缺陷，从而预防发生故障或损坏，保障带电设备安全运行。本方案适用于变电带电设备的带电检测。2规范性文件电力设备带电检测技术规范（试行）DL/T664带电设备红外诊断应用规范GB/T6592电工和电子测量设备性能表示GB/T11022高压开关设备和控制设备标准的共同技术要求DL408电业安全工作规程(发电厂和变电所电气部分)DL409电业安全工作规程(电力线路部分)Q/GDW1168-2013输变电设备状态检修试验规程3带电检测技术带电检测技术是指一般采用便携式检测设备，在运行状态下，对设备状态量进行的现场检测，其检测方式为带电短时间内检测，有别于长期连续的在线监测。对电力设备的带电检测是判断运行设备是否存在缺陷，预防设备损坏并保证安全运行的重要措施之一。带电检测相比于常规的预防性试验有更多的优势:1）带电检测是在设备正常运行情况下的检测，无需停电，规避了因停电为用电客户带来的声誉和经济上的损失，为电力用户带来了极大的方便。2）通过带电检测所用的高科技设备与技术手段解决电力设备运行状态下的安全隐患。老式设备因设备严重老化，无法承受瞬时高压而不能进行停电打压试验，带电检测技术恰好弥补了这一缺陷，使用户对老式设备的运行状态了如指掌。3）带电检测可以依据设备运行状况灵活安排检测周期，便于及时发现设备的隐患，了解隐患的变化趋势等。停电检测则必须根据电力用户的实际情况，决定检测时间。总之，带电检测可以得知电气设备在所测状态点下最真实的使用状态，判断其是否对用户整体的电气设备长期、正常使用存在隐患，以便电力用户决定是否对其检修、更换或者采取其它的一些相关处理措施，从而排除故障隐患，有效避免电力事故和非计划停电。3.1红外热像检测红外热像检测技术是指对电力系统中具有电流、电压致热效应或其他致热效应的带电设备进行检测和诊断。表面温度高于绝对零度的物体会向外辐射电磁波，随着温度变化，电磁波的辐射强度与波长分布特性也随之改变。通过测量设备的红外辐射量，便能准确测定它的表面温度，反映运行设备的状态。3.2超声波信号检测超声波局部放电检测技术是通过对电力设备发生局部放电时产生的超声波信号（频率介于20kHz-200kHz区间）进行采集、处理和分析来获取设备运行状态的一种状态检测技术。在一定的范围内，超声波信号幅值与局部放电量成正比，这样就可以根据超声波信号的幅值来判断放电量的大小。局部放电量的大小是表征电力设备绝缘劣化程度的重要参数，因此，对开关柜局部放电产生的超声波信号进行准确的检测及分析，是判断开关柜绝缘状态行之有效的方法。3.3暂态地电波检测暂态地电波检测法是通过捕捉局部放电时产生的电磁信号检测是否存在局部放电。当局部放电活动出现在高压开关柜绝缘层中时，它会产生电磁波，通过金属外壳上的开孔（外壳或密封垫圈或其他绝缘部件周围的间隙），从开关柜内泄漏到外表面，当电磁波传播到开关柜外面时，它会在接地的金属外壳上产生暂态地电压。开关柜运行状态下，将检测仪器紧贴柜体表面进行测量，即可检测到地电压。3.4高频局部放电检测高频局放检测技术具有不停电、操作方便、有效克服电磁干扰等优点，为监测电力系统电缆线路缺陷提供了先进手段。高频局放技术，通过专业检测人员运用专门的高频局放仪器，采用高频电流互感器(HFCT)从电缆终端接地线上取信号，在电缆本体取同步信号，进而判断是否存在局部放电，有效地发现隐形缺陷，保障了电缆线路的正常运行。3.5特高频局部放电检测特高频局部放电检测技术是指频率介于300MHz~3000MHz区间的局部放电信号进行采集、分析、判断的一种检测方法，主要采用高频电流互感器(HFCT)、电容耦合传感器采集信号，通过分析信号的幅值、大小、波形等因素判断是否具备局部放电特征，从而及时发现电缆存在的隐形缺陷，保证其安全运行。3.6检测条件1.进行带电检测时，环境温度一般应高于+5℃；室外检测应在良好天气进行，且空气相对湿度一般不高于80%。2.室外进行红外热像检测宜在日出之前、日落之后或阴天进行。3.室内检测局部放电信号宜采取临时闭灯、关闭无线通讯器材等措施，以减少干扰信号。3.7仪器配备红外热像仪：FLIR-T660开关柜局放测试仪：EA高频局放测试仪：TECHIMP特高频局放测试仪：DFA300超声波局部放电测试仪：DFA300声学成像测试仪：NL100六氟化硫气体泄漏：GF306带电设备检测及诊断方法序号设备名称技术手段仪器仪表1110kV组合电器特高频局放DFA300超声波局放DFA300红外热成像FLIRT6302110kV油浸式变压器高频局放PDCHECK铁心夹件接地电流KEW2200红外热成像FLIRT630声学成像NL100335kV开关柜暂态地电压UltraTEVPlus超声波局放UltraTEVPlus特高频局放DFA300435kV箱站红外热成像FLIRT630声学成像NL100510kV配电架空线路红外热成像FLIRT630声学成像NL1004.1变压器变压器是电网中最为关键的设备之一，担负着电能输送和电压转换的作用。变压器组成部件包括本体、冷却装置、调压装置、保护装置（气体继电器、储油柜、测温装置等）和出线套管。表1变压器检测项目及检测部位序号检测项目检测部位标准说明1红外热像检测①高压侧、低压侧套管（套管本体、套管接头）；②穿墙进线（母线桥、穿墙套管）；③进线接线柱（接头、接线柱本体）；④油枕；⑤变压器本体（前、后、左、右）；⑥中性点（中性点接头、中性点套管）。按DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》要求执行新设备投运后1周内完成。2声学成像检测①高压侧、低压侧套管（套管本体、套管接头）；②穿墙进线（母线桥、穿墙套管）；③进线接线柱（接头、接线柱本体）；④变压器本体（前、后、左、右）；⑤中性点（中性点接头、中性点套管）。3高频局部放电检测①套管末屏接地线；②高压电缆接地线（变压器为电缆出现结构）；③铁芯和夹件接地线1）正常：无典型放电图谱。2）异常：在同等条件下同类设备检测的图谱有明显区别。3）缺陷：具有典型局部放电的检测图谱。1）与标准图谱（附录）比较。2）新设备投运、大修后1周内完成。3）适用于铁芯、夹件及电容末屏接地线，其它结构参照执行。4）异常情况应缩短检测周期。4铁芯夹件接地电流测量①铁芯；②夹件≤100mA当怀疑有铁芯多点接地时进行该项测量4.2开关柜高压开关柜在不同工况下长期运行，不可避免地会出现因绝缘材质老化、受潮、机械损伤等导致的绝缘劣化，绝缘缺陷是导致开关柜故障的最主要祸源，而通过开展局部放电综合检测，可有效发现前期潜伏性绝缘缺陷，大大降低开关柜故障几率，提升开关柜安全运行水平。表2开关柜检测项目及检测部位序号检测项目检测部位标准说明1超声波局部放电检测柜体缝隙处1）正常：无典型放电波形或音响，且数值≤8dB。2）异常：数值>8dB且≤15dB。3）缺陷：数值>15dB。一般检测频率在20－100kHz之间的信号，若有数值显示，可根据显示的dB值进行分析。2暂态地电压检测柜体表面1）正常：相对值≤20dB。2）异常：相对值>20dB。新设备投运后1周内应进行一次检测。3特高频局部放电检测玻璃观察窗及缝隙处无典型放电图谱4.3高压电缆电力电缆的主要功能就是传输电能，一般由导体(或称导电线芯)、绝缘层、屏蔽层、填充层、内护层、铠装层组成，按绝缘类型及结构可分为油浸纸绝缘电力电缆、塑料绝缘电力电缆和橡皮绝缘电力电缆等。表3电缆检测项目及检测部位序号检测项目检测部位标准说明1电缆终端及中间接头高频局部放电检测电缆终端接地线1）正常：无典型放电图谱。2）异常：在同等条件下同类设备检测的图谱有明显区别。3）缺陷：具有典型局部放电的检测图谱。1）与标准图谱（附录）比较。2）新设备投运、大修后1周内完成。3）异常情况应缩短检测周期。4）当放电幅值达到3V以上时，应尽快安排停运。4.4组合电器GIS（gas

insulated

substation）是气体绝缘全封闭组合电器的英文简称。GIS由断路器、隔离开关、接地开关、互感器、避雷器、母线、连接件和出线终端等组成，这些设备或部件全部封闭在金属接地的外壳中，在其内部充有一定压力的SF6绝缘气体，故也称SF6全封闭组合电器。表4组合电器检测项目及检测部位序号项目周期标准说明2超高频局部放电检测1）半年至1年2）投运后3）大修后4）必要时1）正常：无典型放电图谱。2）异常：在同等条件下同类设备检测的图谱有明显区别。3）缺陷：具有典型局部放电的检测图谱。3超声波局部放电检测1）半年至1年2）投运后3）大修后4）必要时1）正常：无典型放电波形或音响，且≤5dB。2）异常：数值>5dB。3）缺陷：数值>10dB。7SF6气体泄漏成像法检测1）补气间隔小于2年时2）必要时SF6设备各部位无泄漏迹象4.5红外诊断方法依据DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》，红外检测发现的设备过热缺陷应纳入设备缺陷管理制度的范围，按照设备缺陷管理流程进行处理。根据过热缺陷对电气设备运行的影响程度分为以下三类：一般缺陷：指设备存在过热，有一定温差，温度场有一定梯度，但不会引起事故的缺陷。这类缺陷一般要求记录在案，注意观察其缺陷的发展，利用停电机会检修，有计划地安排试验检修消除缺陷。当发热点温升值小于15K时，不宜采用附录A的规定确定设备缺陷的性质。对于负荷率小、温升小但相对温差大的设备，如果负荷有条件或机会改变时，可在增大负荷电流后进行复测，以确定设备缺陷的性质，当无法改变时，可暂定为一般缺陷，加强监视。严重缺陷：指设备存在过热，程度较重，温度场分布梯度较大，温差较大的缺陷。这类缺陷应尽快安排处理。对电流致热型设备，应采取必要的措施，如加强检测等，必要时降低负荷电流；对电压致热型设备，应加强监视并安排其他测试手段，缺陷性质确认后，立即采取措施消缺。危机缺陷：指设备最高温度超过GB/T11022规定的最高允许温度的缺陷。这类缺陷应立即安排处理。对电流致热型设备，应立即降低负荷电流或立即消缺；电压致热型设备，当缺陷明显时，应立即消缺或退出运行，如有必要，可安排其他试验手段，进一步确定缺陷性质。电压致热型设备的缺陷一般定为严重及以上的缺陷。图1DL/T664-2008《带电设备红外诊断应用规范》表A.1电流致热型设备缺陷诊断判据5现场检测要求5.1人员要求红外检测、局部放电检测均属于设备带电检测，检测人员应具备如下条件：1.熟悉红外诊断技术的基本原理