配变电设备的防雷技术（精选8篇）
配变电设备的防雷技术 篇1
0 引言
进入夏季,中国便进入了雷电频发时节,北方地区大部分属于温带大陆性气候,气候较干燥,所以,一发生雷电天气,所造成的危害更为严重。有些地区的年平均雷暴日达到36.4 d,已经属于中雷区。随着电力自动化改造的深入,雷电对配变电设备的危害更加突出,配变电设备的防雷技术更加重要。下面通过对雷电对配变电设备造成的危害来分析配变电设备防雷技术的技术措施。
1 雷电对配变电设备造成的危害
1.1 雷电的直击和绕击
雷电放电是带电荷的雷云引起的放电现象。当雷云移动经过配变电所的时候,地电荷会导致突出物顶端电场畸变集中,造成直击或者绕击,这样会造成危险[1],雷击放电释放相当大的能量,瞬间产生猛烈冲击波,导致建筑物倒塌,或者造成配变电所电气设备损毁等多种危害。
1.2 雷击反应
雷电能够通过引下线被引入地下,由于大地存在电阻,这将会使地网的电位上升。雷电流能够沿着防雷系统中的引下线在泄放过程中,将在防雷系统中产生暂态高电压,如果引下线和网络设备的绝缘距离不够,而且设备与防雷系统不共地,将出现高压,发生放电击穿,导致配变电设备严重损坏,严重时危机他人人身安全。
1.3 雷电波侵入
雷电通过静电感应和电磁感应,很容易在电力线上感应出高电位,这些高电位便沿电力线运动,形成雷电波,并从电力线的负载保护地线入地,击穿设备。
2 配变电设备防雷技术措施
配变电站遭受的雷击是下行雷,主要来自2个方面:a)雷直击在变电站的电气设备上;b)架空线路的感应雷超过电压、直击雷超过电压形成的雷电波沿线路侵入变电站[2]。因此,配变电设备的防雷措施十分重要。
2.1 变电站的直击雷防护
避雷针是保护电气设备、建筑物不受直接雷损坏的雷电接受器。它将雷吸引到自己的身上,并安全导入到地中。安装避雷针时,对于110 k V及以上的变电站,可以将避雷针直接装设在配电装置的架构上,使雷击所产生的高电位不会对电气设备造成反击事故。
2.2 变电站对侵入波的防护
在配变电设备的进线上安装阀型的避雷器,能够预防侵入波的入侵,保护配变电设备。阀型避雷器的基本元件是火花间隙及非线性电阻,现代情况下,阀型避雷器能够保护小型配变电器设备以及大容量的变电站的电气设备。
2.3 变电站的进线防护
对变电站的进线进行预防雷电的保护,主要的目的就是限制流经避雷器的雷电电流幅值和雷电波的陡度。当线路上的电压过高时,将有行波沿导线向变电站运动,线路的冲击耐压比变电站设备的冲击耐压要高很多[3]。如果没架设避雷线,当靠近变电站的进线上遭受雷击时,流经避雷器的雷电电流幅值可能超过5 k A,必然会对线路造成破坏。
2.4 对变压器的保护
变压器的保护措施是在靠近变压器的地方安装避雷器,这样可以防止线路侵入的雷电波损坏绝缘。在安装避雷器时,要使避雷装置尽量靠近变压器,并尽可能的减少连线的长度,以减少雷电电流在连接线上的压降[4]。避雷器的接线要与变压器的金属外壳连接在一起,这样做的目的就是使作用在变压器上的电压变小,这样相对减少了雷电对变压器的破坏频率。
因为雷击时,雷电坡陡度太大,为了防止这种现象的出现,可在离配电变压器一基或二基电杆处,把高压线路的绝缘子铁脚良好接地,这样在雷击时,雷电压击穿绝缘子对地放电,可避免避雷器、变压器直接承受陡度太大的雷电流,确保配电变压器安全。
2.5 安装避雷器的注意事项
2.5.1 避雷器安装之前要做好交接试验
避雷器被损坏后没有能够及时发现,在雷击的时候不能起到防雷的作用,雷电则会直接施加在配电变压器上,将会导致击穿烧坏。所以避雷器在安装之前,必须应对避雷器进行一次交接试验,避雷器的各种部件应完整无缺。在避雷器安装好之后,其上端接相线,下端接地保护线,之间的距离不能小于安装设计规程的规定;避雷器在运行中应定期进行巡视和检查,引线连接及接地是否牢固可靠。
2.5.2 避雷器接地引下线的要求
安装避雷器的接地引下线时要采用焊接或螺栓连接。引下线的选择原则:铜线不应小于16 mm2,钢线不应小于25 mm2。
2.5.3 接地电阻偏高,造成配电变压器损坏
根据规定,容量在100 k VA和以上的变压器,接地电阻不能大于4Ω,变压器每路出线重复接地点不能够少于3个,其接地电阻值不大于10Ω;容量100k VA以下变压器的接地电阻不应大于10Ω,每路出线重复接地点不能够少于3个,其接地电阻值不大于30Ω[5]。
2.6 变电站的防雷接地
变电站防雷保护的另一个方面就是,还要根据安全和工作接地的要求架设1个统一的接地网,并且在避雷针和避雷器的下面增加1个接地体,已达到防止雷电的目的,或者在防雷装置下安装1个单独的接地体,这样也能达到预防雷电的目的。
3 结语
雷电天气对配变电设备的危害极大,会造成设备击穿,严重时将损毁设备,同时也会对他人的人身财产造成危害。所以,为了避免雷电对配变电设备造成损害,加强配变电设备的防雷技术势在必行。
参考文献
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[3]王润华,霍达成.变电站二、三次设备的防雷与接地[J].上海电力,2007(02):30-31.
[4]赵德成.变电所的雷电防护[J].内江科技,2006(05):50-51.
[5]银燕,杨仲江,郭凤霞.防雷技术与科学[M].北京:气象出版社,2011.
配变电设备的防雷技术 篇2
摘 要：雷击作为威胁变电站二次系统安全的一大危险因素，引起了国内广大变电站人员的重视。而面对雷击对二次系统安全的影响，变电站应该是从其入侵途径入手，将防雷工作落到实处。
关键词：关于电力系统的论文
雷击作为威胁变电站二次系统安全的一大危险因素，引起了国内广大变电站人员的重视。而面对雷击对二次系统安全的影响，变电站应该是从其入侵途径入手，将防雷工作落到实处。
1 变电站二次系统防雷的重要性分析
1.1 雷电的危害
雷电作为自然现象的一种，当雷电击中变电站时，会对变电站二次系统的正常运行造成严重的影响，甚至是威胁到变电站工作人员的生命安全。在变电二次设备的母线被雷击中时，会产生高数值的过电压。当过电压数值过大时，则有可能将变电站电气设备的绝缘击穿，从而造成事故。所以，应当在高压线路沿线、变电站内设置必要的避雷和防雷设施。如避雷线、避雷器、避雷针等。
1.2 雷电对二次设备的主要入侵途径
1.2.1 电地位干扰。在雷电对二次设备的入侵中，电地位对设备的干扰主要分为三种途径。其中包括雷击独立避雷针引起的反击电压造成对设备的干扰、电流通过避雷线入地造成的电地位干扰及避雷器接地线引起的反击过电压造成干扰。
1.2.2 传导雷干扰。传导雷干扰的主要方式是另一处雷击通过二次系统的线路传导到系统的其他部分，对二次设备造成干扰。在传导雷干扰中分为避雷器动作和不动作两种情况，当系统一出遭到雷击，在线路传导中雷电的过电压数值太高时，则避雷器动作。当线路才换到中的`过电压数值较低时，避雷器不动作。
1.2.3 变电站附近落雷。当变电站附近落雷时，雷击会让变电站二次系统附近的磁场发生变化，通过系统设备的电磁感应对二次设备造成干扰。其中，雷击的强度和对二次设备干扰强度成正比。
1.2.4 雷电对电站的干扰途径。雷云在放电时的电压是很高的，不可能将电气设备的绝缘耐电压做到这个电压，事实上雷电的破坏作用主要是由雷电流引起的。它的危害基本可以分为2种类型：一是雷直接击在建筑物上的热效应和电动力作用;二是雷电的二次作用，即雷电流产生的静电感应和电磁作用。电站及其负载的特殊用途决定了它们的作业环境具有广泛性。电站和负载舱体之间通过电缆连接，连接电缆一般为输电和控制电缆，电缆贴地铺设。
2 变电站二次系统的防雷对策
2.1 变电站二次系统的防雷现状
2.1.1 直击雷防护现状。在直击雷的防护现状中，主要在于利用接引器、引下线和接地网三方面。我们常见的避雷针就是接闪器的一种。在变电站防雷现状中，引下线主要针对于建筑的防护。其中主体钢就作为防雷环节中的引下线。而接地网方面，主要依靠于接地网的合理布局和电阻值进行直击雷的防护。
2.1.2 感应雷防护现状。感应雷对变电站二次系统的干扰主要在于各设备接收到雷电造成的电磁感应而对影响设备的正常工作。通过现状中的实地考察，发现我国很多地区变电站对感应雷的防护还没有采取具体的实际行动。其中，感应雷的防护重点应该主要在于配电系统、通信系统、空间电磁场和地电位反击等方面。
2.2 变电站二次系统的防雷主要手段
变电运行设备维护技术的分析 篇3
【关键词】变电设备 维护 管理
【中图分类号】TM63【文献标识码】A【文章编号】1672-5158（2013）02-0031-01
电站一直是整个电力系统中不可缺少的部分。发电站的任务就是要提供每天的规定电量，而变电站则将从发电站传出的高压电进行处理和相应的配电工作， 也就是说变电设备的质量会对整个系统安全运转产生影响，如果发生问题，不仅仅会影响到居民的正常生活，同时还会带来巨大的经济损失。 但是，事实是我们国家的大部分变电设备都存在严重的损坏和老化的问题，这些有不安全因素存在的设备会对整个电力系统产生严重的影响，所以对于变电设备的维护工作也变得很重要。
1.变电设备的现状
我国现在的变电设备的应用情况还是比较复杂的，在以前技术还不是很发达的时候， 我们国家的很多变电站都是使用电磁式继电器。而这种设备在很长的一段时间的使用后发现， 它本省不仅功耗大，同时不是很灵敏，在对其进行维护时各方面的消耗都很大。 这种设备在使用时，如果外界的一些原因产生比较剧烈的震动的话，就会出现问题，影响到正常的使用，所以，在极端天气的时候，出现了这些问题，就会对检修人员带来很大的困难。 但是，随着可续技术的发展和计算机技术的应用，使得一些新兴的新技术被运用其中，这不仅仅为我们的工作带来的很大的方便， 同时也使得变电设备的灵敏度大大提高，同时各种抗干扰技术的应用，也为变电设备的正常运行提供了技术上的可能性，进一步确保了系统的安全运行。
2.变电运行设施维护技术的主要内容
2.1 故障的排除，保障系统的安全运行
（1）在运行过程中 ，最常出现的故障就是负载出现短路 ，或者接地，一旦出现这种现象，就会使得变电设备自身产生很大的电流。而这种比较大的电流会使得绕组发生严重的形变， 所以为避免这种情况，我们需要安装断路器。一般情况下，在低压部分放置空气断路器，高压部分放置跌落式断路器。 同时为了使得当出现短路时，变压设备能够自己进行断路，对于熔丝的选择也要好好考虑。
（2）另一种常出现的故障就是跳闸。 当出现这种现象后，最先检查的是整条线路的情况，如果没有什么问题，则要对开关进行检查，对于不同种类的开关，检查的项目是不同的。在检查过程中一定要细致，当一切确定没有问题之后，在进行强送。
（3）接地情况的检查。 通常情况下，变电设备的接地都是采用中性点接地，如果接地没有做好，当出现负载不均衡的现象时，使得这一点的电流会很大，进而产生高电阻，最后将此处熔断，这就会对我们日常的用电器造成很大的伤害。所以，一定要对接地点进行固定的检查，发现问题就及时解决。
2.2 接地线的安放
（1）为什么要安放接地线？ 我们的维护人员在工作时，为了保护它们的人身安全，在突然通电的情况下，必须将还未接通的设备上的剩余的电荷释放掉，这样就保护了工作人员的人身安全。通常情况下，接地线都放在最容易出现感应电压的地方。
（2）安放步骤。 在操作过程中，工作人员必须戴上绝缘手套，而且要求必须是两个人一起完成。具体的操作流程是：先连接接地端，在连接导体部分，安装完成后，一定要确保接触的完好，在进行拆线的操作时，按此流程的反顺序进行即可。
（3）标识牌的摆放。 摆放标识牌是为了避免其他人在维护人员操作时，不小心的碰到了某些开关，使得整个电路突然送电，因此，需要我们在一些特殊的位置放置标识牌。 比如说，对于某些特殊的开关上摆放“禁止合闸，有人工作”的标识牌，对于小于安全距离的地方，要放置隔离栏等等。
3.对维护的工作人员的管理措施
3.1 对于维护工作，必须按照规定流程来进行
在变电设备工作过程中，工作人员一定要按照规定的流程来进行操作，不仅仅要对整个的安全操作进行了解，还要达到能够全方面的掌握以及正确的按照流程来进行。同时加强值班工作和对故障的应变能力，这样才能确保倒闸操作的准确的与安全。 我们的维护人员只有对设备有一个深入的了解之后，才会对于日常的维护工作有一个合理的规划，同时再出现故障时也不会因为紧张和混乱而进行错误的操作。 比如说只有对使用的设备进行细致严密的检查，才能够准去的掌握整个系统的运行情况，认真的执行值班工作，才能够及时的发现设备被存在的潜在的故障，及时的排除隐患。
3.2 对于维护人员的专业素质要严格把关
由于变电的工作和我们的日常生活是息息相关的，只有保证了变电站得正常运行，才能够保障人们的正常生活，因此，每一位维护人员都必须具有很强的专业与业务素质，这样才能保证变电设备的正常运行。加强维护人员的专业能力，我们可以通过定期的培训来进行提高，在培训中我们不仅仅要提高专业能力，同时对于操作过程中的安全知识也会进行强化，以及在整个过程中会涉及到的相关的法律法规，能够熟练地进行各种故障的维修工作；其次，在培训过程中我们也可以丰富每个人的工作经验， 使得他们能够将理论和实践结合起来，这种实践经验的积累我们可以通过一些故障排除的演练，或者是一边学习一边工作的方式来进行积累，对于在这个过程中出现的不能够解决的问题，可以像老师或者是经验丰富的人来请教，这样不仅理论知识学会了，实践经验也丰富了。
3.3 对于维护人员的责任心的培养
由于在进行维护的工作中， 不仅仅要求他们细致准确的完成任务，同时也要保证操作流程符合规范，为此，我们的维护人员就要做到以下几点：（1）在进行操作之前，要利用图示进行操作的过程模拟，对于每一项操作都要进行详细的记录， 工作完成后还要和图示进行对照，以确保没有错误。（2）对于变电设备的运行要进行不定期的检查和分析，如果发现有什么异常的情况，要及时的解决。这样才能够确保变电设备长期的正常的运转。（3）有一个良好的纪律性，以及饱满的精神状态。 由于在工作中往往要求维护人员全身心的投入，所以要求他们有一个良好的精神状态。 同时对于工作中的责任心也是不能够缺少的，值班的时候能够正确的处理问题，认真填写值班记录，不可以随便乱写。（4）可以组织一些反事故的演练，以提高维护人员的排除事故的能力，同时对于可能出现的故障要事先做好解决方案，避免出现问题时产生慌乱，影响正常的工作。
4.总结
近几年由于我们国家的科技飞速发展，我们国家的电力事业也在向智能化转变，变电站的管理工作也不例外，但是这种变化还是要遵循科学、循环经济的原则，我们不仅要保证工作的质量，同时也要尽可能减少一些不必要的损耗。对于整个变电站工作中需要改进的问题也存在，这就要求我们共同努力，寻求出一套比较好的经验和解决方案，相互之间要进行经验上的交流和技术上的合作，只有这样，才会让我们的变电设备维护管理的工作水平持续提升。 对于我们的维护人员，我们也要加强他们自身的修养和专业能力，这样才能够在技术上保证变电设备的正常运行，以及人们的正常生活。
参考文献
[1] 陈音.关于变电运行设备的维护技术的探讨.科技论坛，2010：71.
[2] 陈海登，林伟.谈谈变电运行工作的责任到位.电力安全技术，2002，（7）.
[3] 章德娥.变电运行设备维护技术探讨.中国新技术新产品，2010，（13）：143.
配变电设备的防雷技术 篇4
10 kV及10 kV以下配变电所的“智能化” (即微机综合保护自动化) , 就是将测量仪表、信号系统、继电保护、自动装置和远动装置等二次设备, 经过功能的组合和优化设计, 利用计算机技术、现代电子技术、通信技术和信号处理技术, 实现对全配变电所的自动监视、测量、自动控制和微机保护。其主要特点是电子信息设备集中、主要电气设备电压等级高以及可靠性要求高。采用适合的接地技术对于提高智能化配变电所的可靠性至关重要。
1 接地电流的特性
接地电流的直接成因大致有3种:雷电或电源开关的冲击;绝缘损坏造成设备部分带电;电源设备运行时, 谐波感应促成接地回路偶然带电。我们对设有接地装置的电气系统进行的研究和试验表明, 接地电流除了经大地闭环流动之外还具有脉冲特性, 即接地装置受到由于雷击或线路故障引起的电流脉冲时, 如果辐射场的梯度超过土壤的击穿梯度, 接地体周围的土壤便发生电离。这种现象有增大接地体有效半径的作用, 因而减小了接地电阻。如果脉冲电流的持续时间超过几秒钟, 接地体周围的土壤逐渐干燥, 接地电阻便开始增大而超过原有电阻, 其增大程度与土壤及电流的特性有关。
接地电流的危害主要包括:形成沿大地表面的危险电位梯度;由于过电压上升而造成电源设备绝缘的损坏;电源系统中性点的偏移;智能化继电保护装置误动;通过管线和低压线路形成高压转移;电气设备机壳的危险电压和接地体周围土壤风干。这些危害是可以通过有效的接地技术进行控制的, 主要包括低压配电系统的接地、智能化系统的接地、屏蔽电缆的接地、网状接地装置以及等电位联结。
2 低压配电系统的接地
在GB 50054—95《低压配电设计规范》以及IEC标准中, 按接地制式将低压配电系统划分为IT、TN和TT。
IT系统是指电源端带电部分对地绝缘或经电阻接地, 而用电设备外露导电部分直接接地。IT系统适用于环境不良、易发生单相接地、火灾或爆炸的场所, 如煤矿、化工厂、纺织厂等, 也可用于农村地区。近几年逐步应用于重要建筑物内的应急电源系统以及医院手术室等重要场所的动力和照明系统。IT系统不宜配出N线, 如有N线配出时, 需要在N线装设过电流保护器, 并用来使包括N线在内的所有导线断电。
TT系统是指电源中性点直接接地, 电气设备的外露导电部分用保护线接至与电源中性点接地无电气联系的接地板上, 简称保护接地。TT系统适用于农村居住区、市电用户和分散的民用建筑以及对接地要求高的电子信息设备场所。TT系统应采用RCD作为保护电器。
TN系统是指电力系统有一点直接接地, 受电设备的外露可导电部分通过保护线与接地点连接。按中性线与保护线的组合情况, 又可分为TN-C、TN-C-S、TN-S等3种形式。TN-C系统的不安全因素较多, 在民用建筑中不应采用, 可用于仅有单相的携带式、移动式用电设备的场合 (不必接零) ;TN-C-S系统适用于工业企业, 当负荷端装设RCD、干线末端装有断零保护时, 也可用于住宅小区;TN-S系统适用于工业企业、大型民用建筑等。
低压配电系统接地是一项复杂的工程, 它不仅对配变电所的安全运行具有举足轻重的作用, 同时对保障配变电所工作人员的安全也十分重要。
3 智能化系统的接地
电子信息设备是智能化系统的重要组成部分, 保证其可靠性也就在一定程度上保证了智能化配变电所的可靠性。由于电子信息设备对噪声电平干扰非常敏感, 如果不加以限制, 会导致电子信息设备的误动作, 造成10 kV及10 kV以下智能化配变电所的非正常断电。因此, 对于智能化系统, 选择适宜的电子信息设备接地是必要的。电子信息设备的接地方式有:交流工作接地 (中性线) , 接地电阻应≯4 Ω;安全保护接地, 接地电阻应≯4 Ω;直流工作接地 (逻辑接地) , 接地电阻按计算机系统的具体要求确定;防雷接地, 应按GB 50057—94 (2000) 《建筑物防雷设计规范》设计。
在实际的工程应用中, 对于上述接地方式如果没有电子信息设备本身的特殊要求, 通常可考虑“一点接地”的节点型接地分配系统, 即全部电子信息设备都以一点作为参考点, 而这个参考点是与建筑物的地线相连接的, 全部电子信息设备又与这个参考点连接。从理论上讲, 这样做可以将接地系统组成星形或树干形, 以免形成磁场敏感回路而引入噪声。
在考虑智能化系统接地的同时, 对系统的电源最好采用隔离变压器隔离, 并采取一系列的措施防止各种干扰 (如谐波干扰、雷电干扰和地电位干扰) , 特别是地网的均压要可靠, 以保证智能化系统的可靠运行。
4 屏蔽电缆接地
在10 kV及10 kV以下智能化配变电所中, 被控制的设备往往在高压室或室外设备区, 计算机控制系统一般通过屏蔽电缆与被控制设备连接, 而屏蔽电缆也需要“一点接地”。如果“屏蔽电缆在一次被控设备处接地, 而在计算机控制系统处悬空”, 会因反击将接地网局部电位的升高引入到计算机内部使芯片损坏。因此, 正确的接地方式是“屏蔽电缆在一次被控设备处悬空, 而在计算机控制系统处接地”。但这种接地方式主要是防止反击问题, 要求被控设备的接地电阻小, 与接地网就近连接, 以限制反击电压。
5 网状接地装置
一般来讲, 接地装置的复杂程度与土壤的性质有关。在土层厚、土质和导电率良好的土壤中, 只要将1根简单的接地极打入地下即可;而在干燥、土质和导电率不良的土壤中, 则可能需要埋设1组复杂的接地网。采用网状接地装置能有效地降低接地电阻。
由于电位梯度形成“跨步电压、接触电压、转移电压”, 危及配变电所工作人员的安全, 所以, 可以借助网状接地装置来消除电位梯度, 事实证明这也是最有效地方法。网状接地装置的网格尺寸一般≯20 m×20 m, 可以根据现场情况调整。
6 等电位联结
等电位联结对于用电安全、防雷以及电子信息设备的正常工作和安全使用都是十分必要的。有文献指出, 接地本身其实也是大范围的等电位联结。也有理论分析认为, 等电位联结的作用范围越小, 对电气设备越安全。就10 kV及10 kV以下智能化配变电所而言, 良好的等电位联结不仅满足了用电安全和防雷的要求, 同时也满足了电子信息设备“一点接地”的要求。
2003年颁布实施的03D201—4《10/0.4 kV变压器室布置及变配电所常用设备构件安装》以及03D501—4《接地装置安装》, 比原标准增加了等电位联结端子板的应用, 这种形式对智能化配变电所更为有益。
另外, 对于等电位联结线, 03D201—4《10/0.4 kV变压器室布置及变配电所常用设备构件安装》列举了扁钢作为联结线。本文认为, 从降低接地电阻以及减少杂散电流的角度考虑, 采用铜芯软电缆是最好的。
7 结语
10 kV及10 kV以下智能化配变电所的接地技术涉及的问题很多, 不仅要限制配变电所内因雷电产生的电磁脉冲过电压和因电气设备操作产生的内部过电压, 同时还要控制噪声电平对电子信息设备本身的干扰。
参考文献
[1]GB 50054—95, 低压配电设计规范[S].
[2]GB 50052—95, 供配电系统设计规范[S].
配变电设备的防雷技术 篇5
电力系统是最庞大、最重要的工程系统之一，主要由发电系统、输电线、变电所以及配电系统组成，其中变电所是对发电厂输出的高压电进行配电和变电处理的中心场所，变电所电气设备安装调试和运行维护技术的意义十分重大。首先，变电所电气设备安装调试和运行维护技术是保障国家经济健康、可持续发展的客观要求。为了促进人与自然的和谐发展，作为清洁能源的电能在经济发展中的重要性逐渐加强。社会发展的每个环节都需要电能的支持，变电技术是电能输送过程中的关键和核心，必须要保证变电所电气设备的质量。其次，变电所电气设备安装调试与运行维护技术研究是电力系统安全运行的保证。电能对社会经济的影响有利有弊，随着电气设备的要求越来越高，为了维护电力系统的正常和安全运行，必须要加强电气设备安装调试与运行维护。
浅谈变电设备巡检系统技术的探讨 篇6
关键词：智能化巡视管理 在线监测 计算机信息处理技术
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）12（a）-00-02
随着我国国民经济的发展，对电力需求越来越大，质量要求越来越高，因此全面提升供电企业的生产效率、提高自动化水平、保障供电可靠性、降低设备故障损耗，是电力供电企业更高的发展目标。
随着电力系统的发展，对发、输、供和用电的可靠性和经济性要求越来越高，同时，随着变电站智能化巡视管理、在线监测、模式识别、计算机信息处理技术等的发展，变电站电气设备从现行的计划检修向状态检修缺陷预测转变，已成为必然趋势。计划检修是对电力一次设备以预防性试验为基础的计划检修制度。长期以来，预防性试验对我国电力系统的安全运行起到了很大的作用。但随着电力系统市场化发展的需要，以及用电部门要求的提高，对电力系统的安全可靠性指标和经济性指标的要求也越来越高，这种传统的试验方法已越来越不适应。
在供电行业中，变电站设施处于长期运行状态，为了监视设备的运行情况，及时发现设备事故隐患，保障供电设备的正常运行，通常要求巡视人员对变电站设备进行定时或不定时巡视，并对设备的运行状况、运行参数进行记录存档，以便及时消除缺陷、预防事故发生，保证电力设备的安全和电力系统的稳定。
目前大多数电力单位的巡视手段落后，仍然依靠人工笔录的方式，巡视工作的管理较为困难，管理手段也很落后，设备的巡视质量难以保证，更无法对设备的性能进行动态分析。
因此，对变电站设备，利用高科技、自动化手段进行设备巡视，同时为了满足设备状态。
1 设备巡检系统基本概念
1.1 巡检
技术人员按照指定的路线和时间对指定的设备进行规定项目的检查，以保证设备的正常运行。
1.2 巡检器
巡检员进行巡检使用的掌上设备，较先进的系统一般采用专用或通用掌上电脑。掌上电脑一般具备红外/激光条码扫描、射频扫描、GPS等功能用来读取条码、射频扣等。
1.3 路线
在本系统中路线是指巡检员要巡视的一条设备集合。一条路线通过多个条码等标记将要巡视的设备进行划分，每个条码可以代表1个或多个设备组合，每个设备可以指定要检查的内容（检查条目）、状态等。相同类型的设备检查条目可能相同。
1.4 条码
组成路线的基本成分，一个条码代表一个巡检到位位置，可以代表一个或多个设备。通过条码读取使巡检员可以按时到达该检查的设备地点。
1.5 设备
本系统中的设备不一定是指现时存在的真实设备，可以是实际巡检物理设备的组合或组成部分。设备的概念可大可小，完全根据巡检内容确定。一个巡检条码可以代表1个或多个设备。
1.6 检查条目
检查条目是指对设备要检查的内容。在实际应用中相同类型的设备检查的内容基本相同，因此，本系统为了减少数据冗余，提高效率，对设备的检查条目单独处理。将要巡检设备类型及其检查条目单独维护、存放，使有限的存储空间能够保存更多的巡检结果。
1.7 启停点（启停设置）
在实际巡检工作中有些设备在不同状态下其检查内容可能不同，如运行状态下要检查是否漏油、漏水，在检修状态下需要检查内部是否腐蚀等。对于这种设备可以设定为起停点，巡检这类设备时，系统首先询问设备的当前状态，然后根据不同状态巡检该状态的检查条目。
1.8 主控点
设备巡检需要巡视的设备很多，检查条目更多，而设备大多数情况下运行正常，在全部运行正常的情况下还是一条一条检查条目的检查对巡检员来讲是一项并不容易的工作。为了加快巡检速度，减少巡检员的工作量，可以将条码或设备设置为主控点。当巡检到主控条码或主控设备的时候，系统首先询问：某某条码下的设备是否全部正常？巡检员经过巡视全部正常，则仅仅回答一次正常即可。
1.9 强制检查条目
对某些设备来说，某些巡检条目特别重要，要求巡检员必须每次必须认真巡检并填写结果，此类检查条目可以设置为强制检查条目。不管系统是否主控点，强制检查条目总是要得到检查确认。
1.10 设备检查状态
本系统可以处理4种设备状态：运行、停机、备用、检修，可以针对4种不同的状态设定不同的巡检条目。（参考启停点）
1.11 检查模式
在不同的天气等状况下巡检内容和方式可能不同，据此设定不同的检查模式，如正常、雨天、雪天等。
1.12 数据类型
检查条目的结果根据内容的不同分为两类数据类型：观察类、记录类。观察类主要是观察是否正常，记录类记录具体的数值，如温度、湿度等。
2 巡检目标和内容
目标：（1）巡视工作自动化，提高设备巡视工作水平。整个巡视工作的进行由主站计算机、掌上巡视系统组成。巡视人员通过掌上巡视设备录入巡视数据，上传到主站计算机，其余工作计算机会自动处理，打印各种报表，实现了巡视工作计算机化。（2）巡视设备管理自动化。要巡视的设备信息完全存储在计算机中，可以方便的查询巡视设备的基本信息、设备缺陷信息等，使巡检工作和设备管理有机地结合。（3）巡视内容专家库化。现场巡视设备多，检查项目更多，记住所有设备的所有巡视条目对巡视人员来讲是一种及其困难的工作，微小的疏忽可能酿成大错。建立标准化的设备巡视内容专家库，作为检测设备状态的标准尺度，会自动提示巡视人员要巡视的条目使巡视人员不再记忆繁复的条目，专著于设备的运行状况检查。（4）实现对电力企业生产人员设备巡检工作进行严格、规范化管理。能完成用户自行定义巡检设备与巡检路线；通过手持掌上电脑数据采集方式实现巡检数据的快速、准确录入，提高巡检工作效率。（5）以详细而规范的原始数据积累，作为电力设备质量管理的可靠依据。通过对大量数据进行分析，掌握设备运行规律，为实现设备维修体制由定期检修向状态检修转变奠定坚实的基础。（6）实现一个完全开放式的设备巡检管理系统，提供第三方软件的访问接口支持（营销支持系统等）
内容：（1）设备检查条目的对象化设计和设备类别的划分；（2）设备巡检检查条目的属性；（3）设备巡检系统模块的划分；（4）设备巡检系统界面设计；（5）设备巡检系统数据库设计；（6）设备巡检系统编码、实现、调试；（7）设备巡检数据采集掌上电脑的程序编码、实现、调试。
3 变电站电力设备巡检系统构成图
见图1，图2。
4 系统构成设计
（1）先进性：软件采用当今世界被广泛应用的Microsoft SQL Server2000数据库系统，它具有独立于硬件平台、对称的多处理器结构、抢占式多任务管理、完善的安全系统和容错功能，并具有易于维护的特点。（2）实用性：软件将紧密结合福建省厦门超高压局的实际需要，以满足企业需求为目标，开发具有高度使用价值的设备巡检管理系统。（3）可靠性：软件将选择具有高可靠性能的软件和开发语言，开发的应用软件将经过严格的全面的测试，保证全系统具有高容错性和高可靠性。（4）可扩展性：软件将采用模块化设计模式，使系统不仅能满足企业目前的业务需要，而且当需求发生变化时，系统的软件系统依然能够与现有系统进行无缝连接。
5 结语
基于网络技术的智能巡检管理系统为电力管理导入了一个全新概念，有效满足了线路巡检工作快速、高效、及时的要求，将线路巡检管理水平提高到了一个新的层次，实现了巡检工作电子化、信息化和智能化，最终保证电力系统高效率、低故障率的安全稳定运行。应用该系统使巡检的管理工作步入一个崭新的阶段。
参考文献
[1]信息系统计算机系统配置图符号及约定GB/T14085-93.
[2]电力企业计算机管理信息系统实用化验收导则（试行）国电信息中心.
[3]电力企业计算机管理信息系统建设导则（试行）.
[4]国家电力公司信息网WWW网站建设规范（试行）.
变电设备运行维护技术的分析 篇7
电力系统是一个为了电能的生产与消费而产生的庞大而复杂的系统, 它是由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成, 在这些环节中变电是电力系统中最为核心的部分[1]。所谓的变电指的是将电力设备按照一定的规则进行组装所得的一种电力装置, 进行组装的目的在于用来对电压进行合理的控制, 在适当的时候通过切断、连接的方式来调整及改变电压的强弱, 从而达到对电力系统的安全维护[2]。在电力系统中, 变电的目的也就在于此。变电的合理运行可以有效的保护电力系统的运行, 从而达到对电力系统的安全进行有效的监控和管理的目的。
1 变电设备运行维护的重要性
变电这一环节的主要核心就是变电站的设立, 其中变电站中的变电设备的组合是变电站的重要组成部分。变电设备的合理运用和安全运行关系着整个变电系统的安全, 为了使电力系统的能够长期稳定安全的进行运转, 对变电设备的管理成了整个电力系统中至关重要的一个组成部分。随着科学技术的不断发展, 信息技术的不断完善, 我们应该运用更好的科学技术对变电站及其中的设备和系统进行更加安全有效的维护, 从而实现电力系统更加安全有效的运行, 为人们的生活提供更加安全可靠的供电。因此, 为了适应不断发展的社会需要, 变电工作者应该将对变电设备进行有效且安全的管理和维护作为自己工作的首要目的, 从而完善整个电力系统的长期性、安全性、和稳定性[3]。
我们要充分的认识到电力企业中变电运行的重要作用, 电网的稳定和它的正常的安全运行都取决于变电运行的好坏, 同时它也直接影响着电力企业的正常运行和发展。随着越来越多的变电站由原来的有人值班实现了无人值班, 与传统的变电运行相比, 现在的变电运行工作面临着站多面广、人员少、设备种类繁多等一系列问题, 并且延长了设备巡视维护周期, 出现异常和障碍的机率增大;工作繁琐乏味, 容易造成人员思想上的松懈;一旦发生变电事故, 轻则造成经济上的损失, 重则危及电网、设备和人身的安全, 甚至会给社会带来不安定因素, 影响社会的稳定。因此每次的变电设备运行维护就显的尤为重要。
2 变电运行设备周期维护的项目和方法
根据不同情况, 变电运行项目的维护周期也不同。每周都需要测量直流系统蓄电池单瓶电压, 要检查直流装置仪表指示、馈路投撤以及电源信号灯是否正常、检查变压器色谱在线监测数据是否正常, 图像监控系统是否正常;其中尤其要注意的是蓄电池总保险及直流保险报警回路检查、微机保护装置时间的检查、避雷器动作检查等;每次交班时都必须检查后台机开关、刀闸位置以及遥测量的正确性, 查看有无异常信息和各种报表数据是否齐全等问题。
汛期的时候每一次的周期维护都要检查防汛设施 (沙袋、雨衣、雨鞋、手电等) 等, 并做好详实的做好记录;另外, 需检查机构箱、端子箱内温湿度控制装置运行是否正常。变电站月度维护项目中, 尤其要注意检查直流事故照明回路是否完好、室内其他照明灯具检查更换、安全工器具的检查和烘干、定置的摆放和各种警示牌与遮栏网整理、铝合金梯子防滑垫、闭锁绳、人字梯中间拉绳检查维修、主变压器冷却系统的检查、以及室外端子箱、机构箱的清扫等方面;另外, 月需要维护的内容除却周维护内容, 还有更多清洁事项的维护。在季度和年度维护内容中, 时间集中在季末的前10天, 尤其注意长期停运的电容器和电抗器需要投入试验, 检查其是否损坏;除此之外, 户内和户外的维护需要大范围、小细节的排查, 年度的维护主要内容是各项部件的检修和更换。
3 变电设备运行维护中常见的一些问题及处理方法
变电设备在运行过程中难免发生一些安全故障, 这些安全故障多少会影响到变电设备的正常运行, 因此需要引起我们的重视, 在日常维护当中就最大程度上减少故障可能发生的可能性, 在变电设备运行过程中常见的一些问题有以下几点:
第一, 变压器过电压对变电运行设备的影响。变压器架设时, 部分构件如外接侧线, 是架设在外部的。暴露在外部的构件比较容易受到外界天气状况的影响, 尤其在雷雨天气变电设备常常受到雷击的安全威胁, 因而出现安全故障问题[4]。另外, 因为若对断路器进行非正常操作, 则可能会影响变电设备, 而电网内部的电磁场能量发生转变也是受到变电设备运行出现故障的影响, 电网磁场能量的变化会引发异样的高电压, 直接作用于变压器内部, 使得绝缘功能故障, 甚至失去绝缘功能, 最终导致变压器被烧坏[5]。因此在日常设备维护当中, 要注意变压器的避雷, 在变压器低压端安装避雷针能有效地降低变压器在雷雨天气遭到雷电的侵袭, 自然就减少了因为雷电而产生的变电设备的安全故障的发生。
第二, 变压器发生短路和接地故障影响变电运行设备的正常运行。短路和接地故障都是变电设备在运行过程中常出现的问题, 短路时产生的强大电流对变压器会产生直接的影响, 致使其内部构造中的绕组产生变形, 影响变电设备的正常运行。因此在日常维护当中, 可以在变电器的两侧, 高压以及低压端部分分别安装跌落式熔断器和空气断路器, 以保证在发生短路或者接地故障时能及时地切断电流, 以免强大的电流通过变压器发生安全故障。
第三, 变电设备出现接地现象, 线路进行逐次拉合时, 是变压器的安全受到威胁的重要标志, 如果伴随着光字信号, 则必须引起重视, 这种情况不仅影响变压器的正常、安全、平稳的运行, 甚至会直接导致变压器烧毁的严重后果[6]。因此, 在日常维护过程中, 需要严格检查接地现象, 对同名线路以及开关与母线之间的线路的线路敷设情况和可能出现的问题进行仔细地排查。
4 结束语
电力资源是支撑我国国民经济不断增长的主要动力之一, 也是维持人们日常生活的重要资源, 生活当中已经越来越离不开电力资源。在电力系统中, 变电设备运行的维护有着十分重要的地位, 其维护效果的好坏直接影响着电力系统的正常运行, 因此, 对维护变电运行设备的工作人员有很高的要求, 尤其是在安全意识方面, 需要不断加强, 以及专业技术水平上不断提高, 在工作中具有相当的责任心和细心, 一旦发现问题或者潜在问题, 及时采取措施进行检修和补救, 避免出现重大事故。保证变电运行设备的正常安全运行, 才能保障电力系统的正常安全运行, 方能为我国各项产业提供电力支持, 推动经济的不断发展。
参考文献
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[3]苏丽萍, 李武.探讨提高变电设备运行维护水平的方法和措施.中国科技纵横, 2012, (23) :25-26
[4]张韦, 叶雨, 黄大兵.浅议变电运行设施维护技术[J].价值工程, 2011, 30 (34) :31-32.
[5]姚臻.基于状态检修的变电设备监测系统的研究[D].武汉:武汉大学, 2010.
变电设备状态检修技术研究 篇8
关键词：变电设备；定期检修；状态检修；在线监测
中图分类号：TM73 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2014）27-0020-01
1 电力设备检修技术发展概况
国内的电力设备检修方式经历了三个阶段，即事故检修阶段，目前仍在采用的定期检修和发展研究中的状态检修阶段。
事故检修是在监测、运行检修等技术非常落后的时期电力设备的主要检修方式，是电力设备已经发生了故障或异常，造成了供电问题之后才进行的事后维护、修复工作。在早期小电网规模时代，局部的电网线路及设备发生故障给对电网带来的影响有限，电网中的设施和设备非常简洁，电力生产规模也不大，用电则对供电可靠性、连续性要求不太高，所以当时采取在电力设备已经发生了故障或异常，造成了供电问题之后才进行的事后维护、修复工作。这种方式显然已经不能满足目前国内大电网的检修要求，不能满足供电可靠性的要求。
随着国家经济的全面发展，作为能源先驱的电力生产及保障电力传输的电网也在不断壮大，電力设备出现故障后带来的经济损失越来越大，对电网可能带来的冲击也更大，事故检修的滞后性特点决定了这种检修模式己经不能满足大电网输电线路安全运行的需要。所以从20世纪50年代开始，一些欧美发达国家电力生产及电网企业提出并开始采用预防性检修方式，即定期检修。定期检修方式针对不同的电力设备事先确定检修等级，设定固定时间或固定检修次数作为检修周期，每达到一次检修周期，不论电力设备的实际运行状态如何都要进行检修。这种检修方式在运行经验丰富，可以发现输电线路及设备的缺陷或故障，所以定期检修自出现开始就一直被采用为电网输电线路及设备的主要检修方式并沿用至今。但是，电力生产、输送及使用端对电网可靠性的要求一直在提高，电网规模进一步扩大，电网设备及电气技术水平也有了长足进步，定期检修所带来的人力物力消耗问题开始凸显。另外，由于计划性检修未能对输电线路及设备的设计裕量水平和实际运行环境状况进行判断，只是简单的重复周期性检修工作，难免存在部分设备“过度检修”，浪费了宝贵的人力和物力资源，部分设备“失修”，未能及时排除故障，维护设备，带来隐患等问题。所以，尽管广泛采用定期检修方式，电网企业仍在不断地研发新电力设备的检修方式。
随着电网的不断建设，以及坚强智能电网、在线监测等新技术的不断发展，电力设备的状态检修方式开始得到电网企业的关注和采用。状态检修方式不是简单的“不坏不修”策略，而是通过采用各种先进的在线检测技术和设备对电网中输电线路及设备的实际运行状态进行监测和评价，再根据输电线路及设备的运行水平评价结果参照状态评价体系，得出运行维护建议，再对电力设备进行目标明确的检修维护的新检修方式。显然，状态检修以电力设备的实际运行状况为考量，通过检测和诊断技术判断输电线路及设备的状况，进而可以对输电线路及设备可能发生的故障和部位进行判断，进行主动检修，做到有的放矢，针对性强，运行经济合理。目前，状态检修方式是耗费最低、技术最先进的检修方式，可以节约大量的人力和物力资源；状态检修还有效的预防及降低了故障发生概率，减少了停电检修时间，提高了线路运行的安全性和经济性，提高了电力系统供电可靠性。
2 状态检修系统的构成
设备状态监测和设备状态诊断是状态检修系统的两大主要组成部分。设备状态监测系统又包含了在线检测和非在线检测两部分，在线检测技术充分利用了快速发展的传感器技术和电子技术对所需数据进行采集，数据采集周期可以人为调节，通过控制机构和集成软件，在线检测设备对数据进行采集后传输给后续控制和集成软件处理，集成后建立输电线路及设备状态数据库，并可以生成数据报表和变化趋势图，其数据接口为后续专家诊断系统开放，以实现输电线路及设备实时运行状态的与正常参照状态评价体系（如状态量标准等）横向对比后进行评估，提出相应设备的检修计划。非在线检测部分主要包括了输电线路及设备的周期性巡视（也俗称巡线）和预防性试验，参照所得数据，与正常参照状态评价体系横向对比，评估得出检修计划策略。
3 状态检修系统检测项目
电力设备状态检修的检测项目包括了电气检测系统、机械力学检测系统和环境检测系统等。其中，电气检测系统包括了对绝缘子的分布电压检测，绝缘子污秽检测，雷击检测和接地系统检测等；机械力学检测系统包括了对导线弧垂、风偏及舞动、杆塔锈蚀及其基础的沉降移位，金具磨损、锈蚀、发热等检测；线路环境监测指的是线路跨越线路的记录，跨越区域树木生长情况监测，输电线路覆冰检测，盐密监测和其他气象条件的监测等。
4 状态检修系统存在的问题
4.1 变电设备历史状态信息样本量不够大
依赖监测设备和技术可以获取包括变电设备在内的电力设备的状态信息数据，这些数据与电网设备历史数据进行对比评估，从而得出检修策略，但是状态评价和风险评估的数据来源是历史数据，输电线路及设备历史状态信息样本量资料不足将会严重影响客观状态评价和风险评估，依赖专家的主观经验。所以要加强数据收集、管理系统化工作，提高电网输电线路和设备的客观状态评价和风险评估，得出正确的检修策略。
4.2 在线实时监测系统不够完善
变电设备的异常和潜在故障越早发现对检修越有利，给电网供电可靠性和连续性带来的影响就越小。状态检修方式正是凭借其评价输电线路及设备的运行情况，得出经济有效的主动检修策略而受到广泛关注，目前的监测系统及设备还不能做到实时监测，这就要求我们必须加强常规测试手段，做好状态信息收集管理工作，以电气设备预防性试验为基础，分析制订符合状态检修总策略要求的测试方法和周期。但是由于电网规模越来越大，人工预防性试验成本太高，不能完全依靠常规测试手段，并且线路检修工作量也越来越大，所以必须大力开发在线监测技术，以保证状态检修策略的正确性，保障输电线路及设备的安全稳定运行。
4.3 分布式电源和微网对状态检修带来的问题
电网规模越来越大，在长距离、超特高电压输电方式越来越成为常态的同时，新型能源如风电、太阳能发电等分布式电源和微网技术凭借其可以在电网末端灵活供电优势特点也得到越来越多的应用。但是分布式电源间歇性供电易受到环境变化影响的特点，也会对电网潮流分布和网络结构带来影响，研究含分布式电源的电网设备最优检修计划，具有重要的理论意义和工程实践价值。
5 结 语
变电设备的状态检修方式受检测技术、计算机技术和通信网络技术的影响很大，这些技术的发展和进步都将使状态检修更加完善和成熟。同时，状态检修的信息管理系统、评估与专家决策系统也会处于不断研发进步的过程中，这些技术和系统的研发都将使电网输电线路及设备的状态检修更加完善，使状态检修方式的经济性，可靠性等特点更具优势。电网各相关部门也需要加强人员组织培训，及时更新换代监测设备及技术，最后实现状态检修管理方式的全面应用。
参考文献：
[1] 陈三运，谭洪恩，江志刚.输变电设备的状态检修[M].北京：中国电力出版社，2004.
[2] 孙才新.输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景[J].中国电力，2005，（2）.