變電設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷

前言

　　胡錦濤總書記在2010年中國科學(xué)院、中國工程院院士大會上提出“構(gòu)建覆蓋城鄉(xiāng)的智能、高效、可靠的電網(wǎng)體系”，溫家寶總理在2010年“政府工作報(bào)告”中指出要“加強(qiáng)智能電網(wǎng)建設(shè)”。建設(shè)智能電網(wǎng)已在我國形成共識。目前，我國在電網(wǎng)智能化規(guī)劃編制、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系研究和標(biāo)準(zhǔn)制定方面取得了大量的研究成果，并在發(fā)電、輸電、變電、配電、用電、調(diào)度等環(huán)節(jié)進(jìn)行了試點(diǎn)工程建設(shè)。變電站的智能化運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)環(huán)節(jié)，其除了信息采集、測量、控制、保護(hù)和監(jiān)測等常規(guī)功能外，還需在線監(jiān)測站內(nèi)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，完成電網(wǎng)實(shí)時(shí)控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析決策、協(xié)同互動等高級功能。變電設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)已成為智能變電站建設(shè)的核心內(nèi)容。　　基于傳感器、數(shù)據(jù)分析與處理、數(shù)據(jù)通信及故障診斷策略等技術(shù)的發(fā)展，變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)得到了較快發(fā)展，已從早期的容性設(shè)備監(jiān)測發(fā)展到變壓器、套管、GIS、高壓斷路器、電力電纜等重要設(shè)備的在線監(jiān)測與診斷，乃至于集成的在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)?！　”緯髡咴趪鴥?nèi)較早開展了變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的研究，研發(fā)的變電站絕緣子污穢在線監(jiān)測系統(tǒng)、電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)、MOA在線監(jiān)測系統(tǒng)、GIS局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)以及高壓開關(guān)柜狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等在電力系統(tǒng)得到應(yīng)用，在傳感器設(shè)計(jì)、信號處理以及故障診斷等方面取得了一定成果，研究了在線監(jiān)測與診斷技術(shù)的一些關(guān)鍵技術(shù)和共性問題，對于解決在線監(jiān)測技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、穩(wěn)定性與可靠性、狀態(tài)分析與故障診斷等相關(guān)問題非常有益。

內(nèi)容概要

　　變電設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷是指直接安裝在變電設(shè)備上可實(shí)時(shí)記錄表征設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)特征量的測量、傳輸和診斷系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測、狀態(tài)檢修的重要手段?！蹲冸娫O(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷》全面介紹了變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)和方法，主要內(nèi)容包括緒論、變電設(shè)備在線監(jiān)測基礎(chǔ)、變電設(shè)備在線監(jiān)測原理、變電設(shè)備故障診斷算法、變電設(shè)備在線監(jiān)測抗干擾技術(shù)、變壓器在線監(jiān)測、電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測、金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測、絕緣子在線監(jiān)測、高壓開關(guān)設(shè)備的在線監(jiān)測、電力電纜在線監(jiān)測、GIS在線監(jiān)測、智能電網(wǎng)基礎(chǔ)知識、智能變電站?！蹲冸娫O(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷》可作為高等學(xué)校電氣工程、檢測技術(shù)與儀器、自動化等專業(yè)本科生和研究生的專業(yè)基礎(chǔ)課程教材，也可作為電力行業(yè)技術(shù)人員的參考用書。武玉桂。

書籍目錄

序前言第1章 緒論1.1 變電設(shè)備在線監(jiān)測原理1.2 變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)1.3 變電設(shè)備故障診斷系統(tǒng)1.4 變電設(shè)備在線監(jiān)測急需解決的問題第2章 變電設(shè)備在線監(jiān)測基礎(chǔ)2.1 變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的構(gòu)成2.2 傳感器2.3 基于微處理器的數(shù)據(jù)采集2.4 信號傳輸?shù)?章 變電設(shè)備在線監(jiān)測原理3.1 局部放電3.2 油中溶解氣體分析3.3 介質(zhì)損耗因數(shù)監(jiān)測3.4 泄漏電流第4章 變電設(shè)備故障診斷算法4.1 基于專家系統(tǒng)的故障診斷算法4.2 基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的故障診斷算法4.3 基于支持向量機(jī)的故障診斷算法4.4 基于故障樹的故障診斷算法4.5 基于人工免疫算法的故障診斷算法4.6 基于粗糙集理論的故障診斷算法4.7 其他相關(guān)算法第5章 變電設(shè)備在線監(jiān)測抗干擾技術(shù)5.1 電磁兼容與電磁干擾5.2 硬件抗干擾設(shè)計(jì)5.3 軟件抗干擾技術(shù)5.4 在線監(jiān)測數(shù)據(jù)預(yù)處理5.5 電磁兼容試驗(yàn)第6章 變壓器在線監(jiān)測6.1 變壓器局部放電在線監(jiān)測6.2 變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測6.3 變壓器繞組變形的監(jiān)測與診斷6.4 變壓器分接開關(guān)在線監(jiān)測第7章 電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測7.1 電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測現(xiàn)狀7.2 電容型設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)7.3 運(yùn)行實(shí)例分析7.4 電容型設(shè)備絕緣狀況故障診斷第8章 金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測8.1 金屬氧化物避雷器運(yùn)行故障的主要機(jī)理8.2 MOA在線監(jiān)測方法8.3 變電站MOA在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)8.4 運(yùn)行實(shí)例分析8.5 MOA故障診斷第9章 絕緣子在線監(jiān)測9.1 缺陷絕緣子檢測方法9.2 絕緣子的污穢閃絡(luò)問題9.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)例分析第10章 高壓開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測10.1 高壓開關(guān)柜局部放電在線監(jiān)測10.2 開關(guān)柜觸頭溫升在線監(jiān)測10.3 斷路器機(jī)械特性在線監(jiān)測10.4 SF6氣體在線監(jiān)測10.5 真空滅弧室真空度在線監(jiān)測第11章 電力電纜在線監(jiān)測11.1 電力電纜故障分析11.2 電力電纜絕緣在線監(jiān)測方法11.3 局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)及應(yīng)用11.4 電力電纜故障點(diǎn)定位第12章 GIS在線監(jiān)測12.1 GIS氣體在線監(jiān)測12.2 GIS局部放電在線監(jiān)測12.3 GIS局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)12.4 斷路器機(jī)械故障在線監(jiān)測第13章 智能電網(wǎng)基礎(chǔ)知識13.1 智能電網(wǎng)的定義、特點(diǎn)和功能13.2 國內(nèi)外智能電網(wǎng)研究現(xiàn)狀13.3 智能電網(wǎng)13.4 在線監(jiān)測技術(shù)在智能電網(wǎng)中的重要意義第14章 智能變電站14.1 電力系統(tǒng)變電站發(fā)展階段14.2 智能變電站功能分析14.3 我國智能變電站發(fā)展規(guī)劃參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　2005年底對國家電網(wǎng)公司所屬單位的調(diào)研表明，國家電網(wǎng)公司系統(tǒng)大約有超過4000套的在線監(jiān)測系統(tǒng)，分布在954個(gè)變電站中。在變壓器本體、電容型設(shè)備、避雷器、開關(guān)類設(shè)備、GIS和綜合性監(jiān)測六類在線監(jiān)測系統(tǒng)中，避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)最多，超過2000套，電容型設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)次之，約為1371套，變壓器本體在線監(jiān)測系統(tǒng)約為742套。變電設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用已呈現(xiàn)一定規(guī)模，有效地反映了設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。隨著國家智能電網(wǎng)的建設(shè)，變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)將得到更廣泛的應(yīng)用。目前主流的監(jiān)測方法如下：　?。?）變壓器類的在線監(jiān)測。變壓器類主要為充油的電力變壓器或電抗器，監(jiān)測特征量有油中溶解氣體、局部放電、繞組變形、鐵芯接地電流、油中微水、高壓套管的介質(zhì)損耗因數(shù)和電容量等。此外，通過頻率響應(yīng)分析法進(jìn)行變壓器繞組移位及變形測試，通過瞬變振動信號獲取有載分接開關(guān)工作狀態(tài)，通過吸附在變壓器箱壁上的振動傳感器來獲得系統(tǒng)的振動信號來判斷鐵芯及繞組工作狀態(tài)，通過含水量、酸度及電介質(zhì)強(qiáng)度進(jìn)行絕緣油質(zhì)量評估?！　。?）電容型設(shè)備的電容量／介質(zhì)損耗因數(shù)監(jiān)測。電容型設(shè)備包括電流互感器、電容式電壓互感器、電容器等，主要的監(jiān)測特征量有介質(zhì)損耗、泄漏電流、等值電容（有些也可監(jiān)測局部放電）等?！　。?）避雷器在線監(jiān)測。氧化鋅避雷器的主要監(jiān)測量有：阻性電流值和總泄漏電流值?？傂孤╇娏髦档拇笮∧芊从逞趸\避雷器的絕緣狀況，而其阻性電流值的大小是表征絕緣性能優(yōu)劣的更敏感指標(biāo)?！　。?）絕緣子在線監(jiān)測。絕緣子的主要監(jiān)測量有等值附鹽密度、污穢表面電導(dǎo)率、泄漏電流和閃絡(luò)場強(qiáng)等，其中泄漏電流是由瞬時(shí)實(shí)際爬電比距、天氣和污穢程度決定的動態(tài)指標(biāo)，包含了絕緣子運(yùn)行狀態(tài)的足夠信息?！　。?）高壓開關(guān)設(shè)備在線監(jiān)測。高壓開關(guān)設(shè)備包括開關(guān)柜、斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、重合器、分?jǐn)嗥?、?fù)荷開關(guān)、接觸器、熔斷器，以及上述元件組合而成的負(fù)荷開關(guān)一熔斷器組合電器、接觸器一熔斷器（FC）組合電器、隔離負(fù)荷開關(guān)、熔斷器式開關(guān)、敞開式組合電器。主要特征量有：觸頭溫升，絕緣氣體（SF斷路器）、開斷電流波形、合分閘線圈電流，操動機(jī)構(gòu)的行程、速度和機(jī)械振動等?！　。?）電力電纜在線監(jiān)測。高壓電纜的絕緣在線監(jiān)測主要采用局部放電監(jiān)測的方式，局部放電監(jiān)測可采用超聲波技術(shù)。此外，還有直流成分法、直流疊加法、介質(zhì)損耗因素法、低頻疊加法、交流疊加法、溫度法、接地線電流法等。當(dāng)電纜故障發(fā)生后，可采用聲波法、音頻法等尋找電纜的確切故障點(diǎn)。

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