在現(xiàn)代化城市和工業(yè)發(fā)展的命脈中,電力電纜如同深埋地下的血管,承擔(dān)著輸送能源的重任。然而,傳統(tǒng)的電纜運(yùn)維主要依賴定期巡檢,存在反應(yīng)滯后、難以捕捉瞬時故障的弊端。電纜在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,成為電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的關(guān)鍵利器。這項(xiàng)技術(shù)通過在電纜本體或關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)(如接頭、終端)安裝各類傳感器,結(jié)合現(xiàn)代通信與數(shù)據(jù)分析手段,實(shí)現(xiàn)對電纜運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時、連續(xù)、非侵入式監(jiān)控。持續(xù)采集關(guān)鍵參數(shù),包括但不限于:電纜表面及內(nèi)部溫度分布(反映過載或散熱不良)、局部放電(PD)信號(絕緣劣化的早期征兆)、接地線電流(監(jiān)測護(hù)層絕緣狀態(tài)和雜散電流)、電纜環(huán)流(評估金屬護(hù)套多點(diǎn)接地參數(shù))以及運(yùn)行電壓/電流等。通過將這些實(shí)時數(shù)據(jù)傳輸至后臺監(jiān)控中心,利用算法進(jìn)行綜合分析、趨勢預(yù)測和異常診斷,在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠:早期預(yù)警故障:捕捉絕緣老化、接頭過熱、局部放電加劇等潛在缺陷,在故障發(fā)生前發(fā)出警報(bào)。優(yōu)化運(yùn)維策略:實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修,根據(jù)電纜實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)安排維護(hù)或更換,大幅減少不必要的停電試驗(yàn)和“過維護(hù)”成本,提升運(yùn)維效率。提升供電可靠性:降低因電纜突發(fā)故障導(dǎo)致的停電的概率,給用戶連續(xù)穩(wěn)定供電。延長使用壽命:科學(xué)評估電纜運(yùn)行應(yīng)力。 電纜外力破壞預(yù)警需聯(lián)動聲光報(bào)警裝置。GIS局部放電在線監(jiān)測方案
電纜在線監(jiān)測系統(tǒng)通常采用分層分布式架構(gòu):感知層(現(xiàn)場層):“感官末梢”:各類傳感器(HFCT、溫度傳感器、DTS主機(jī)、振動傳感器、電流互感器等)部署在電纜接頭、接地箱、隧道等關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。就地采集單元(IED):安裝在現(xiàn)場柜內(nèi),負(fù)責(zé)傳感器信號采集、濾波、A/D轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)預(yù)處理和暫存。具備邊緣計(jì)算能力,可進(jìn)行初步的閾值報(bào)警和特征提取。傳輸層(網(wǎng)絡(luò)層):“信息高速公路”:將預(yù)處理后的數(shù)據(jù)從現(xiàn)場可靠傳輸至監(jiān)控中心。根據(jù)場景選用:光纖通信:高帶寬、抗干擾,適合長距離主干網(wǎng)。無線通信:4G/5G、LoRa、NB-IoT等,適用于分散、難以布線的點(diǎn)位。工業(yè)以太網(wǎng):適用于變電站、隧道內(nèi)部組網(wǎng)。平臺層(主站層):“智能大腦”:部署在監(jiān)控中心或云平臺。可視化與告警:展示監(jiān)測點(diǎn)狀態(tài),實(shí)時數(shù)據(jù)曲線、局放圖譜顯示;設(shè)定多級閾值(預(yù)警、報(bào)警、緊急),支持短信、APP推送等多方式告警。價值閉環(huán):感知層捕獲“體征”->傳輸層匯聚信息->平臺層分析決策->指導(dǎo)現(xiàn)場運(yùn)維干預(yù)(檢修、減載),形成“監(jiān)測-診斷-預(yù)警-處置”的智能閉環(huán),極大提升電纜線路的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性,為智能電網(wǎng)奠定堅(jiān)實(shí)根基。 福建開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測超聲波法通過檢測局放產(chǎn)生的超聲波信號來監(jiān)測局部放電。
開關(guān)柜的絕緣狀態(tài)是其安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素之一。絕緣材料的老化、受潮以及機(jī)械損傷等都會導(dǎo)致絕緣性能下降,從而引發(fā)設(shè)備故障。因此,對開關(guān)柜絕緣狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)測是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要措施。絕緣狀態(tài)監(jiān)測主要通過測量絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)等參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。絕緣電阻是反映絕緣材料絕緣性能的重要指標(biāo),其值越高,說明絕緣性能越好。通過定期測量絕緣電阻,可以及時發(fā)現(xiàn)絕緣材料的老化和受潮情況。然而,絕緣電阻的測量需要停電進(jìn)行,這對于一些重要的電力設(shè)備來說是不現(xiàn)實(shí)的。因此,介質(zhì)損耗因數(shù)的測量成為了在線監(jiān)測的手段。介質(zhì)損耗因數(shù)是反映絕緣材料在交流電場作用下的能量損耗程度的參數(shù),其值越小,說明絕緣性能越好。通過在開關(guān)柜運(yùn)行過程中測量介質(zhì)損耗因數(shù),可以實(shí)時監(jiān)測絕緣材料的絕緣狀態(tài)。此外,隨著技術(shù)的進(jìn)步,一些新型的絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)也在不斷涌現(xiàn),如基于光聲光譜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。該技術(shù)通過檢測絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生的光聲信號來評估其絕緣狀態(tài),具有非接觸、實(shí)時監(jiān)測等優(yōu)勢。通過多種監(jiān)測手段的結(jié)合,可以了解開關(guān)柜的絕緣狀態(tài),為設(shè)備的維護(hù)和檢修提供科學(xué)依據(jù)。
GIS設(shè)備的絕緣性能是其安全運(yùn)行的重要指標(biāo)之一。絕緣材料的老化、受潮、機(jī)械損傷以及局部放電等因素都可能導(dǎo)致絕緣性能下降,進(jìn)而引發(fā)設(shè)備故障。因此,對GIS設(shè)備的絕緣狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測是保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要手段。絕緣狀態(tài)監(jiān)測主要通過測量絕緣電阻、介質(zhì)損耗因數(shù)等參數(shù)來實(shí)現(xiàn)。絕緣電阻是反映絕緣材料絕緣性能的重要指標(biāo),其值越高,說明絕緣性能越好。通過定期測量絕緣電阻,可以及時發(fā)現(xiàn)絕緣材料的老化和受潮情況。然而,絕緣電阻的測量通常需要停電進(jìn)行,這對于GIS設(shè)備的在線監(jiān)測來說是不現(xiàn)實(shí)的。介質(zhì)損耗因數(shù)則是反映絕緣材料在交流電場作用下的能量損耗程度的參數(shù),其值越小,說明絕緣性能越好。通過在GIS設(shè)備運(yùn)行過程中測量介質(zhì)損耗因數(shù),可以實(shí)時監(jiān)測絕緣材料的絕緣狀態(tài)。此外,隨著技術(shù)的進(jìn)步,一些新型的絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)也在不斷涌現(xiàn),如基于光聲光譜的絕緣狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。該技術(shù)通過檢測絕緣材料在電場作用下產(chǎn)生的光聲信號來評估其絕緣狀態(tài),具有非接觸、實(shí)時監(jiān)測等優(yōu)點(diǎn)。通過多種監(jiān)測手段的結(jié)合,可以了解GIS設(shè)備的絕緣狀態(tài),為設(shè)備的維護(hù)和檢修提供科學(xué)依據(jù)。 變壓器局放監(jiān)測系統(tǒng)通過多種傳感器綜合監(jiān)測,提高局放檢測的可靠性。
故障診斷是開關(guān)柜在線監(jiān)測系統(tǒng)的重要功能之一。通過對采集到的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理,可以及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備的故障問題,并對其進(jìn)行診斷。故障診斷技術(shù)主要基于數(shù)據(jù)挖掘、模式識別和人工智能等方法。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)通過對大量監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析,挖掘出數(shù)據(jù)中的潛在規(guī)律和模式,從而為故障診斷提供依據(jù)。例如,通過對開關(guān)柜溫度、電流、電壓等數(shù)據(jù)的歷史變化趨勢進(jìn)行分析,可以發(fā)現(xiàn)設(shè)備的異常變化規(guī)律,提前預(yù)警故障。模式識別技術(shù)則是通過建立設(shè)備正常運(yùn)行和故障狀態(tài)的特征模式庫,將采集到的數(shù)據(jù)與特征模式進(jìn)行匹配,從而實(shí)現(xiàn)對故障的診斷。例如,局部放電信號的模式識別可以通過對不同類型的局部放電信號進(jìn)行分類和識別,確定故障的類型和位置。人工智能技術(shù),如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)等,則可以對復(fù)雜的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行自動學(xué)習(xí)和分析,建立故障診斷模型,實(shí)現(xiàn)對故障的智能診斷。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展,故障診斷技術(shù)也在不斷優(yōu)化和創(chuàng)新,例如采用深度學(xué)習(xí)算法,可以對大規(guī)模的監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析,故障提高診斷的準(zhǔn)確性和效率。通過多種故障診斷技術(shù)的結(jié)合,可以實(shí)現(xiàn)對開關(guān)柜故障的準(zhǔn)確診斷,為設(shè)備的維護(hù)和檢修提供科學(xué)指導(dǎo)。 變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì),便于安裝和維護(hù)。天津開關(guān)柜測溫在線監(jiān)測方案
沿面放電沿著絕緣表面發(fā)生,放電脈沖與電壓相位密切相關(guān)。GIS局部放電在線監(jiān)測方案
鐵芯接地電流在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用,為電力設(shè)備狀態(tài)檢修和資產(chǎn)管理帶來了提升。其價值在于實(shí)現(xiàn)了對變壓器“心臟”——鐵芯運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時感知,將傳統(tǒng)的故障后被動檢修轉(zhuǎn)變?yōu)榛跔顟B(tài)預(yù)知的主動維護(hù)。通過持續(xù)監(jiān)測,運(yùn)維人員能在故障早期甚至萌芽期就準(zhǔn)確識別鐵芯多點(diǎn)接地、懸浮電位、絕緣劣化等問題,從而及時干預(yù)處理,避免設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞和代價高昂的非計(jì)劃停運(yùn)。該技術(shù)提升了大型電力變壓器的運(yùn)行可靠性和使用壽命,降低了檢修成本和故障l,安全、經(jīng)濟(jì)效益巨大。展望未來,隨著物聯(lián)網(wǎng)(IoT)、邊緣計(jì)算和人工智能(AI)技術(shù)的飛速發(fā)展,鐵芯接地電流監(jiān)測將更加智能化:邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)本地實(shí)時分析與初步診斷;AI深度學(xué)習(xí)算法用于挖掘更復(fù)雜的故障模式、預(yù)測剩余壽命;監(jiān)測數(shù)據(jù)深度融入智慧電廠/變電站平臺,與SCADA、設(shè)備管理系統(tǒng)無縫集成,為電網(wǎng)數(shù)字化、智能化運(yùn)維提供強(qiáng)大支撐,邁向變壓器全生命周期管理的更高境界。 GIS局部放電在線監(jiān)測方案