智能高压设备（精选11篇）
智能高压设备 篇1
1 概述
2009年5月,国家电网公司提出了立足自主创新,以统一规划、统一标准、统一建设为原则,建设以特高压电网为骨干网架,各级电网协调发展,具有信息化、自动化、互动化特征的统一坚强智能电网的发展目标。高压智能设备作为智能变电站的重要组成部分,它的可靠性直接关系到电网能否正常、高效、经济的运行。
高压设备智能化作为智能电网的重要组成部分,是变电站主要设备与智能电网进行信息互动的基础,也是区别传统电网的主要标志之一。根据国家电网公司智能变电站高压设备智能化的基本思想,智能化变电站在线监测系统要完成设备状态监测参量的统一采集、就地存储、综合分析评估、标准化接口输出,并实现在变电站自动化系统中的可视化显示,通过自动化系统实现变电站关键设备与上级电网间的数据互通以及信息协同互动,为优化设备状态检修策略及基于设备实时状态信息的全寿命资产管理提供支持。这就要求在国际IEC 61850标准[1]模型基础上进行统一信息建模和服务建模,对所建立的信息模型作扩展,对具体的逻辑节点、数据节点进行分析研究。因此,高压设备状态监测智能组件建模技术是实现变电站高压设备智能化亟待攻克的关键技术。
2 高压设备状态监测智能组件建模技术研究
2.1 高压设备状态监测智能组件简介
高压设备状态监测智能组件包括分IED和主IED,状态监测中的各分IED按照监测功能分布设置,主要实现设备实时数据采集和运行工况监视的状态监测功能,主IED装置则按照间隔分布设置,支持IEC 61850协议,可实现分IED与主IED之间、主IED与变电站信息一体化平台之间的无缝连接,可定期将设备状态监测综合分析结果上传信息一体化平台,在监控后台进行设备状态综合分析结果的可视化展示,分析结果上传上级主站,实现电网与变电站主要设备之间的协同互动。智能组件为实现基于状态检测的设备全寿命周期综合管理[2]提供基础数据支持,为设备检修策略方案制定提供辅助决策。
2.2 基于IEC61850标准的一体化信息模型体系结构
模型体系是智能变电站业务应用的核心,它提供无缝连接61850协议支持。智能变电站模型体系具有以下特点:
1)变电站系统采用设备功能建模,实现与61850的无缝连接。2)建立系统知识模型体系以更方便简洁的系统建模,支持不同领域模型体系的扩展,例如可以扩展一次设备类型、逻辑间隔类型以支持工业以及其它的应用领域。3)构建在一体化信息模型基础上的SCADA业务处理。独立建立策略模型,处理策略建立业务处理组件库,可以实现更容易的扩展业务。
2.3 基于IEC61850建模技术的具体实现方案
该技术方案采用一种基于变电站继电保护通用模型,与现有基于国际IEC 61850标准的数字化监控系统完全兼容的建模方法,将高压设备(变压器、断路器、避雷器等)在线监测系统的所有对象看作一个整体,采用一个名为PROT的Logic Device(以下简称LD)模型,遥信量采用GGIO类通用过程I/O模型的逻辑节点建模,遥测量采用MMXN类相别无关量通用模型的逻辑节点建模,均符合变电站继电保护通用模型,与现有基于国际IEC 61850标准的数字化监控系统实现无缝连接,具备完善的自描述功能,采用国际IEC 61850标准MMS(Manufacturing Message Specification)服务报文传输,可与基于国际IEC 61850标准的数字化监控系统直接通信,与国内外主流监控系统完成了一致性规约测试。
3 具体实施方式
3.1 系统配置
根据国际IEC61850标准统一规定,采用面向对象的建模方法对整个电力系统进行统一建模,包括采用分层分类思想建立的基本信息模型和对基本信息模型进行操作的其它服务模型。
方案整体采用一个名为PROT的LD模型,遥信量采用GGIO类通用过程I/O模型,遥测量采用MMXN类相别无关量通用模型,符合变电站继电保护通用模型,与现有基于国际IEC 61850标准的数字化监控系统实现无缝连接。
3.2 建模方法行为分析
具体建模过程基于分层和面向对象的建模的总体原则,进行在线监测的一体化建模。即同一个功能对象相关的数据以及数据属性,建模在该功能对象中(包括对该对象的扩展);多个功能相关,或全系统功能相关的数据,建模在公共的逻辑节点或者逻辑设备中。
分层结构的数据对象包括的五大部分:
1)服务器(Server):用来表示外部可视化设备,包含了智能电子设备IED的所有通信网络可见信息。本变压器在线监测模型只包含一个名为S1的服务器对象,这符合一个IED建模为一个服务器的通用规范。
2)逻辑设备(LD):包含一组特定应用及功能信息的虚拟设备。为了简化模型和增加通用性,本变压器在线监测模型采用一体化建模思想,只包含一个名为PROT的LD对象。这样做的好处是使模型具有简单和通用性,而且LD越少,出错的几率越少,兼容性也越强。
3)逻辑节点(LN):由数据和方法构成的对象,包含特定应用功能。根据IEC61850标准,每个LD对象中应至少包含3个LN对象(LLN0、LPHD和至少1个其他逻辑节点)。属于同一测量对象的数据宜建立在同一LN中。
4)数据(Data):提供各种包含在逻辑节点内的不同类型的信息,如果不够,可以扩展。
5)数据属性(DA):定义用来传输的数值名称、格式、范围或允许值及表示法。
4 结语
本论文提出了一种基于国际IEC61850标准的高压设备(变压器、断路器、避雷器等)在线监测智能组件建模技术解决方案,通过深入研究,更有效地降低了运行成本,简化维护程序,满足智能电网建设需要,提高了变电站的运行水平和效益。成功实施后可大大降低高压设备检修率,并具有良好的推广前景。而且相关技术已经形成了产品,建议在下批智能化变电站建设中应用这些研究成果,必将大大促进我国智能变电站的技术水平。
摘要：对高压设备状态监测智能组件建模技术进行了研究。实践表明:该技术成功实施后可大大降低高压设备检修率,具有良好的推广前景。
关键词：在线监测,IEC61850,PMU系统,远动系统
参考文献
[1]王丽华,江涛,盛晓红,等.基于IEC61850标准的保护功能建模分析[J].电力系统自动化,2007,31(2):55-59.
[2]李涛,马薇,黄晓蓓.基于全寿命周期成本理论的变电站设备管理[J].电网技术,2008,32(11):50-53.
智能高压设备 篇2
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微机保护在运行过程中遇到雷击的案例分析（1）摘要：升华热电厂变电站是2005年新投建的35 kV等级变电站。由于雷雨天气频繁，故误动事故频发，导致部分设备损坏。通过分析误动的原因，认为控制电缆屏蔽层没有取得良好的屏蔽效果，是由于其屏蔽层接地方式存在问题，受到外界磁场干扰，引起误动，并由此
提出相应改造措施。
关键词：控制电缆；屏蔽层；干扰；接地方式
近年来，综合自动化技术在变电站中得到了广泛的应用。微机型二次设备要想在这样一个高强度电磁场、强电磁干扰环境下安全、可靠的运行，需要满足两个条件：一是这些二次设备应具有一定的耐受电磁干扰的能力；二是进入设备的电磁干扰水平必须低于设备自身的耐受水平，即要求尽量减少由控制电缆侵入的干扰和降低干扰信号的水平，选择合适的屏蔽和接地的方法。提高二次电缆抗干扰的防护水平，需要正确理解电缆屏蔽层的作用及屏蔽层应如何正确接地。本文主要就控制电缆屏蔽层电缆接地方式，结合变电站的主要干扰途径、原理、屏蔽层作用等因素进行讨论，并提出相应改进措施。问题的提出和原因分析
升华热电厂变电站是2005年新投建的35 kV等级变电站，全站采用南京力导微机保护装臵。变电站位于钟管镇，属于多雷区，年1 34天，雷暴强度较大。在投运后不久遭受雷害，发生烧
毁微机保护装臵的事故。
来源:输配电设备网
雷电是一种强烈的大气过电压，损坏设备可分为两种情况，一种是受雷电直击，直击站内设备概率很低；绝大多数损坏为感应造成，通过耦合二次回路感应干扰电压等途径对设备产生间接的有害影响。连接导线与设备的电缆端口是电磁干扰的主要传播途径，以电源线、接地线、信号线等方式传播。通过检查发现：电源线串有抗干扰低通滤波电容，电源模块采用的是高频开关，外壳金属接地线及保护接地均完好，初步怀疑是由信号控制线引入的。经过现场进一步察勘：电缆沟内未采取多路分层的敷设方式，由于场地限制使众多控制电缆密集的排列于电缆沟内，且电缆沟内控制电缆与接地线、固定电缆的钢筋紧贴在一起，并且控制屏蔽电缆未采取接地措施。据现场运行人员测量，雷击过后控制电缆的屏蔽层电压达200 V。因此，得出结论：升华热电厂内微电子设备众多，各种线路、电缆错综复杂并且大多敷设于电缆沟中与地线紧贴，当控制电缆与接地线在同一条电缆沟布臵时，地线遭受雷击后会在周围产生强烈的电磁场使控制电缆缆芯间及芯地间产生感应过电压，从而误发信、误动作，严重的甚至损坏微机
保护设备。变电站的主要干扰传播途径 变电站的电磁干扰（EMI）途径按介质分为传导性干扰和辐射性干扰两大类。传导性干扰是指通过电源线路、接地线和信号线传播的干扰；辐射性干扰是指通过空间传播的干扰。按性质又可分为电容耦合、电感耦合[1]。电磁干扰以电磁场的形式存在，主要通过电场、磁场、电磁场等途径对信号传输线及设备信号产生影响。
2.1 电容耦合
由于电气设备间存在着分布电容，变电站高压母线及设备上的电压通过分布电容在控制电缆系统中产生干扰电压。
电压愈高，产生的电容耦合强度愈强，高压部分距离二次设备愈
近，其电容耦合强度愈强。
2.2 电感耦合
变电站高压母线等一次设备流过交变的电流，将在控制电缆敷设空间产生交变的磁场，由于磁场的变化，就会在控制电缆中产生感应电压。干扰电压的大小由互感的大小来决定，由一次设备与二次电缆的相互间空间位臵来决定。
在生产实际中，各种干扰源对二次回路的耦合方式是非常复杂的，同一干扰源往往会以多种干扰方式作用于二次回路。根据不同的干扰源，采取相应的抗干扰措施，总结抗干扰的经验，逐渐达到变电1 屏蔽电缆的作用及屏蔽层接地方式比较
目前大多变电站采取的防护电磁干扰手段是采用屏蔽电缆。控制、信号电缆多用带镀层的细铜丝编织层构成的编织层，屏蔽层一般能覆盖90%。针对变电站一次设备对二次控制电缆的干扰，目前我们主要采用的抗干扰方法是电缆屏蔽层接地，有两种方式：电缆屏蔽层一端接地；电缆屏蔽层两端接地。现对两种抗干扰方式特点及适用条件
加以讨论。
3.1 防止电容耦合
不接地的屏蔽层对电场干扰没有屏蔽作用，而一端接地和两端接地的屏蔽层对电场的屏蔽效果是一样的。如果屏蔽层接地良好，则电场终止于屏蔽体直接耦合到地。
屏蔽电缆的金属屏蔽层具有静电屏蔽作用，使一次线高压电源的强电力线终止于金属屏蔽，内部的电场强度为零，从而使处于屏蔽层内的芯线免受外部强电场的干扰影响。从静电屏蔽的角度出发，为了使屏蔽层表面是一个固定的等电位面，应将屏蔽层一端接地。
防止电感耦合
屏蔽层中流过的感应电流是由外界电磁场感应产生的，其实际作用是抵消外界电磁场的干扰。因此电缆屏蔽层两端接地，可以有效地抑制
电磁感应。4 采取相应技术改造
根据上面论述，提出了对升华热电厂控制电缆屏蔽层技术改造措施：对控制电缆屏蔽层两端接地。屏蔽层能降低感应过电压的能力主要是基于屏蔽层电流产生的磁场对干扰电流产生的磁场的抵消作用。采用屏蔽层两端接地，是因为在短路电流、雷电流通过时，由于大短路电流、雷电流作用时间很短，所以不易烧毁屏蔽层。若屏蔽层一端接地，没有电流回路，但其防止过电压和抗干扰能力都很低，因而屏蔽层无法取得良好的屏蔽效果。整改措施：一是，控制电缆带屏蔽层，将屏蔽层在开关场与控制室同时接地，通信电缆的屏蔽层也应正确可靠相连接地；二是，为二次设备和二次电缆敷设专用接地铜排，尽量消除地电位差干扰；三，变电站所有开关量输入输出触点都采用专用的光电隔离。
改造后，经近一年多的运行实践，二次设备至今未发生过与雷电有关的故障，系统运行情况大有改善，大大提高了供电可高性，作为升华热电厂的厂用变电站，减少了停电时间，产生了巨大的经济效益。
结束语
综上所述，控制电缆屏蔽层接地方式要根据变电站具体环境、条件进行具体分析，采取相应方式实施，并采用减小金属屏蔽层的直流电阻和带高导磁率的金属铠装层电缆及紧凑合理的结构，在一个良好的接地网中采取均压、分流等配套措施为有效消除干扰，提供可靠保
证。
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微机保护装臵雷击案例分析（2）
摘要：从理论上分析了雷电的危害，结合目前变电所的实际情况，分析了雷电侵害变电所内电子设备的主要途径，并从四个方面入手，提出了针对雷电侵害变电所内电子设备的具体措施。
关键词：防雷；变电所；接地；电子设备
中图分类号：TM632+.2 文献标志码：A 文章编号：1003-0867(2005)10-0032-02
目前，电子设备在变电所中得到广泛应用，如微机保护装臵、远动装臵、无功电压综合调节装臵等核心设备，也有周界防盗系统、图像监控设备等辅助的电子系统。如何做好变电所内电子系统的防雷保护，是变电所防雷的新课题。长期以来，雷电和过电压对电网运行的影响，一直是电力研究的重要内容，但是研究更多地集中在雷电直接击中一次系统时，对电力系统产生的影响。而对变电所中电子设备防雷问题的研究，如变电所内二次回路、二次回路中的设备和弱电智能化系统，一直没有摆到足够重要的地位上。这里有历史的原因：传统的电网保护所采用的电磁式保护装臵，对雷电和过电压感应产生的干扰，有较强的抗干扰能力。但是，随着计算机技术和电子技术的迅速发展，微机保护已成为主流的设备，大量智能化系统也应用于变电所，研究和解决雷电对变电所二次回路的侵害已成为刻不容缓的任务。浙江省是雷害多发地区，以苍南供电局为例，每年都会发生多起变电所二次设备受雷击损坏的事故，尤其像电缆引出线较多的远动设备等，更易受到雷击的侵害。雷电侵入的主要途径
根据雷电电磁脉冲（LEMP）通过电阻耦合（由于接地端和电缆屏蔽电阻引起）、电感耦合（由于系统布线的环路和感性部件引起）、电场耦合进入系统。在实践中，其中又以电线、电缆感应电磁场（包括产生雷电二次感应过电压）以及由于接地系统不当或仪器绝缘降低，引入电位差形成的后果最为严重。对变电所现场的调查，发现对变电所内电子设备造成破坏的雷电侵入，主要有以下几种形式。
1.1 直接雷击中电子设备 传统的变电所内电子系统，如继电保护装臵、远动设备，在设计时，都考虑处于变电所防雷系统的有效保护范围内，直接遭受雷击的可能性非常小。但是，防误操作系统、图像监控系统、安全防范系统等大量的新型电子系统的应用，尤其是在设计、施工时，没有完整考虑防雷保护措施，使得雷电波能够直接击中弱电设备或弱电线路，进而损坏二次系统中的其他设备。这已成为雷电危害的主要事故隐患。
1.2 通过电源侵害电子设备
雷电直接击中电源线，通过所用电源，侵入到二次回路中，所产生的高压将直接击坏二次设备，以最大雷电流陡度100 kA/ms来计算，在10 m长的单根引下线上，电感电压降会达到1 MV以上。实际中，由于有电晕损耗，这一电压会低一些，但也足够击毁绝大部分设备。所以，防止雷电从电源线侵入到二次回路，是防雷工作的重要内容之一。
在变电所场地内，设计中一般采用了避雷针防止雷电直接击中变电所内电源设备，对于高压线路的进线也采用了避雷器，杜绝了雷电通过高压线路侵入到所内，从而影响二次回路。所以，从理论上讲，雷电通过电源线侵害二次回路的可能性已经被杜绝了。但是，在对变电所检查中发现，由于用电的需要，电源线经常超越变电所原有的设计，私自进行铺设，尤其是在变电所的生活区，甚至还有架空线。这些不规范的行为，是雷电侵入到变电所电源系统，从而损坏二次回路设备1 引出的，必须要考虑用防雷设备对电源系统进行保护。
1.3 感应雷侵害电子设备
当雷电将电流泄放到大地时，将产生一个旋转快速变化的运动磁场，邻近的电源线、弱电电缆等相对切割磁力线，产生感应高压，在电流的陡度为90 kA/μs，并且环路为10 m时，在瞬时内感应电压可超过1000 kV，这样的高压沿着线路传输，会击毁线路上的设备。当空气击穿放电，电场强度在500 kV/m时，将形成对系统有明显作用的电磁场。在实验室的试验中，50 Ω细缆和粗缆的同轴传输线，当10 kV的放电电流，在距离其10 m处，在传输线的屏蔽层，接地心线感应过电压大于2500 V，将电缆埋入50 cm时，感应过电压仍大于800 V。可见，不仅电源线容易产生感应浪涌脉冲，弱电电缆和传感器电缆，即使埋设在电缆沟或者地下也会受到雷电电磁脉冲（LEMP）的影响，更不用
说将其沿地表面铺设了。
由于变电所二次回路中的电缆线一般采用在电缆沟内铺设，有的还沿建筑物表面铺设，因此，容易产生感应半径为几百米范围内的雷电电磁脉冲（LEMP），而导致过电压。
1.4 高压反击雷对电子设备的侵害 雷电电荷不能快速全部地与大地电荷中和，必然引起局部地电位升高。由于电位差而引起的二次高压反击。若雷电电流接地引下线或接地装臵与被保护物之间的距离小于安全距离时，由接地装臵向被保护物产生反击。此外，由于金属导体与土壤（或混凝土）的电阻率不同，也会将地电位差引入二次回路，从而造成二次回路设备的破坏，特别是当接地电阻不合标准或系统埋入电缆绝缘降低时，就会产生加在设备上的脉冲电压。此脉冲电压将会在作用点或系统耐压低的地方造成破坏，如测量模块、传感器被损，电缆绝缘降低（电缆绝缘包层被击穿出现小孔等），而电缆绝缘降低又会加剧上述后果。
由于雷击点的随机性和电磁场的空间分布，以上感应过电压或雷击反击电压，可能会作用于系统内任一模块，或存在于系统内任意两根电
缆之间。变电所电子设备防雷的具体措施
根据国内外几十年防雷的实践经验，做好建筑物防雷工作的关键是贯彻DBSGP的原则，DBSGP也就是：分流、均压、接地、屏蔽和保护技术。
分流：增加雷电接地引下线数，从而减小每根引下线通过的雷电流，其感应范围也就相对较小；
电子设备造成的损害；
接地：良好的接地是防雷安全的重要保证之一，尤其是二次高压反击雷，良好的接地能够有效地消除二次高压反击雷的产生；
屏蔽：良好的屏蔽对于防雷电电脉冲也是最有效的措施；
保护：对电子装臵进行过压和过流的保护，是最直接也是最重要的措施之一。相对于建筑物防雷，变电所防雷系统是有其自身的特点，仔细考察变电所现场，并且详细分析了典型的变电所设计图纸，发现屏蔽和保护是变电所防雷，尤其是二次回路防雷中容易忽视的措施。根据前面分析的二次回路中雷电造成破坏的几种形式，并结合DBSGP防雷技术，认为变电所二次回路防雷可以采取以下措施：
2.1 杜绝雷电从电源侵入
在实际情况中，变电所中新设备的应用或者所用电源系统，将电源线引出到其他地方使用，很容易忽略雷电的防护，将给雷电从电源线侵害电子设备提供新的可能。所以在电源出线处必须使用电源电涌保护器，防止雷电电流脉冲通过电源引出线，进入所用电源系统，侵害二
次回路及电子设备。
做好屏蔽，削弱感应雷的影响
电缆沟内的电缆铺设要合理，不同系统的电缆在电缆沟内要分开铺设，最好还要屏蔽隔开或者走金属管内；这样在雷电侵入到弱电系统时，不会对其他系统产生干扰影响。变电所的微机保护、远动系统中的数据采集电缆，必须使用屏蔽电缆，并一定要将屏蔽层在装臵端接
地。
2.3 做好接地，杜绝二次反击雷的影响
良好的接地体是可靠防雷的基本条件，不然会通过避雷针、避雷带等设备将雷电引入到接地体时，产生的二次反击雷将严重危害电子设备。所以，变电所接地网在变电所投运时，要确保接地电阻满足规范要求，并且要定期对电网的接地电阻进行检测，确保接地电阻满足安
全运行的要求。
2.4 合理配臵避雷针、避雷器，严防直接雷的危害
避雷针要保证雷电不会直接击中变电所内的设备；高压线路的避雷器，保证雷电不会通过高压电力线侵害到变电所内部；在变电所内新增加的智能化系统，很容易对防雷问题产生忽视，所以这里特别强调，设备的安装位臵和电缆的铺设一定要在变电所防雷系统的保护范围内，保证系统不会遭受雷击的直接侵害；系统的弱电电缆前端要采用1 备的侵害；另外，还要注意新增智能化系统的电缆和设备要与避雷针
保持足够的距离。
试析高压电气设备维护 篇3
【关键词】高压；电气设备；维护措施
0.前言
长期以来，我国各类工厂的经营、生产主要依靠各种大型机械设备、电气设备的协同运作完成。由于电气设备质量千差万别，设备使用分门别类，因此对于电气设备的管理与维护是一项复杂的、专业化的工作。在实际工作中，电气设备的运行更加复杂，因此要求电气维护管理人员必须要掌握专业的电气知识，才能对电气设备出现的情况有足够的了解。
1.高压配电系统运行维护要求
高压配电系统内的设备包括：高压开关，隔离开关，电流互感器，电压互感器，避雷器，母线，支持绝缘子，金具等等。在系统的正常运作下，这些系统设备都应该优质化地工作，执行配电任务。而运行维护工作能够保证高压配电系统的正常运行，具体的维护要求包括：
（1）通过运行维护实现SCADA数据采集和监视控制，保证配电系统的运行参数满足正常状态的两个约束条件。
（2）通过运行维护实现LM和DSM用以改善正常状态下的负荷曲线，避免峰值期间出现过负荷而导致违反不等式约束条件。
（3）通过运行维护实现在满足正常状态约束条件下，DMS通过负荷平衡和电压/无功优化来降低网损，以实现配电系统的经济运行。
（4）通过运行维护实现根据当地气象条件和不同受力状态进行力学计算。其安全系数不应小于规定数值。在高压配电系统的运行维护过程中，必须要保证其设计内容与方案能够保证其正常的工作任务，同时又能够为配电系统带来一定的安排保障。而在具体的配电系统维护过程中，也要考虑到其正常运行的状况，做出优质的维护方案设计。
2.电气设备的维护检查
电气设备的正常运行离不开日常的维护检查，如果能在设备故障的“萌芽状态”发现问题，解决问题，不但能缩短维修时间还能减少经济损失，对于企业的发展大有裨益。
2.1电气设备的常规检查
2.1.1日常巡检
设备巡检是按设备的部位、内容进行的粗略巡视，为了“观察”系统的正常运行状态，这种方法实际上是一种不定量的运行管理，对分散布置的设备比较合适。设备巡检员是专职人员，主要负责某个生产工艺段的设备巡检，在巡检过程中对照标准发现设备的异常现象和隐患，掌握设备故障的初期信息，为点检人员提供要检查设备故障点、部位、项目和内容，使点检人员有目的、有方向的进行设备点检。
2.1.2定期点检
为了维持生产设备的原有性能，按照预先设定的周期和方法，对设备上的规定部位（点）进行有无异常的预防性周密检查的过程，以使设备的隐患和缺陷能够得到早期的发现，早期预防，早期处理，这样的设备检查称为点检。设备定期点检主要是指设备维修人员，主要负责设备故障的修复，保证生产设备的正常运行，根据设备巡检人员提供的信息，对有故障的设备进行详细地检查和修复。
2.2设备参数监督
在进行系统维护的过程中，应该重点检查设备的参数情况，对参数值进行验收，确保设备的正常运行，同时参数的验收也是衡量高压配电系统设计是否优化的标准。参数的验收包括多方面：接管后设备运行检查各种参数正常。如变压器绕组温度正常、温度较高时冷却风扇能启动；温度再高时能够跳闸保护等；配电开关功能正常；重要负载最好有双电源进行供电；重要负载要做好例行的保养工作；变压器按规定周期做好预防性试验。在系统优化维护的过程中，设备参数如果出现问题，要及时做出处理而不是简单地将其记录了事，要使得维护人员认识到设备参数的日常检查关系到整体配电系统的正常运行，对系统优化有着至关重要的作用。
3.电气设备维修注意事项
3.1询问之后再拆卸，清洁之后再维修
对于有故障的电气设备，不应急于拆卸，应先询问产生故障的前后经过及故障现象。对污染较重的电气设备，先对其按钮、接线点、接触点进行清洁，检查外部控制键是否失灵。许多故障都是由脏污及导电尘块引起的，一经清洁故障往往会排除。
3.2由外及里，由机械到电气
应先检查设备外部有无明显裂痕、缺损，了解其维修史、使用年限等，然后再对机内进行检查
。拆前应排除周边的故障因素，确定为机内故障后才能拆卸。先不要急于更换损坏的电气部件，在确认外围设备电路正常时，再考虑更换损坏的电气部件。要在确定机械零件无故障后，再进行电气方面的检查。
3.3优先检查电源，由静到动电源部分的故障率在整个故障设备中占的比例很高，所以先检修电源往往可以事半功倍
在设备未通电时，判断电气设备按钮、接触器、热继电器以及保险丝的好坏，从而判定故障的所在；通电试验，听其声、测参数、判断故障，最后进行维修。
4.电气设备的安全管理
4.1分落实责任制度
在电气设备的运行期间，应针对设备的操作、维护、检查岗位实行责任制度，明确划分每个设备的业务活动内容，对已出现故障的设备进行深入分析，倘若是由于人为操作、维护不当所造成的损坏，应根据其具体情况给予在岗人员适当惩处，以此规范业务操作。此外，还可开展绩效考核，对于生产情况、设备运行状态稳定的操作人员以及维修、养护工作及时、有效的维护人员、检查人员，可给予适当奖励，以此调动在岗人员的积极性、主动性。
4.2加强在岗人员的培训
电气设备的运行状态与质量不仅取决于检查人员的业务技能，同时也受在岗人员的业务操作影响。因此，工厂应进一步加强重视操作人员、维护人员、检查人员的教育培训工作，通过定期教育、宣传的方式，培养、塑造在岗人员积极的工作态度、良好的思想品德，并提高其安全意识：通过专业知识、理论、技术的培训，提高在岗人员业务水平，保证在岗人员的规范化操作、维护人员的正确处理、检查人员对故障的有效识别，从根本上保障设备的运行安全，延长其使用寿命。
4.3构建合理、完善的设备维护程序
在电气设备的日常运作中，针对设备的维修、养护工作应实行程序化管理，制定合理、完善的交接班制度、书面记录制度，以此巩固、强化设备维护工作的标准。在实际的工作中，对于电气设备的检查、维修、养护，不能由同一人完成，应综合考虑设备数量、型号以及运行时间，合理分配人力资源，分时段由不同人员进行检查与维护，以此避免消极情绪、麻痹心理的产生，从而保证业务活动的效率与质量。在各岗位人员交班的过程中，应将设备的运行情况、业务操作事项、故障处理进度等情况以文字的形式进行记录、交接，以此保证后续工作的有效性、整体工作的完整性。
5.结语
总而言之，电气设备的维护和管理工作直接关系到整个企业的正常运行，所以有关部门要加强对电气设备维修以及管理方面的投入，这样才能确保开展维修保养工作时能够具备充足的物质基础，进而带动生产的进一步发展。 [科]
【参考文献】
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高压变电站变电设备的智能化改造 篇4
变电设备智能化改造[1,2,3,4,5]是通过对其装备必要的传感器, 采集变电设备的运行状态、控制状态和可靠性状态等信息来实现的。智能组件由测量、控制、监测等智能电子装置 (intelligent electronic devices, IED) [6]集合而成, 通过监测主IED完成对植入变电设备体内的传感器监测数据计算、分析并汇总, 形成智能化信息, 通过标准的DL/T860过程层交换网络送至站控层监控主机。变电设备监测数据信息经过高级应用服务器完成监测数据处理、趋势预测、状态诊断等。因此, 变电设备与智能组件、通信网络共同构成了智能变电站的智能化因子[7]。本文主要讨论电力变压器、开关设备的智能化研究方案, 研究应用于运行中电力变压器改造的智能变压器组件和高压开关设备改造的智能开关组件。
1 变压器智能化改造
变压器智能化改造核心方式是将原先分散的、遵循不同协议标准传输数据的监测IED按功能集中布局, 遵循统一的协议标准, 完成对监测IED的系统集成和数据集中上传。通过设计变压器智能组件柜、装备更多的变压器状态监测传感器, 完成各监测IED的数据采集、处理、分析、汇总, 并按照DL/T860向站控层上送聚合信息。
1.1 变压器智能化改造方案
智能变压器由变压器本体和智能组件柜组成, 变压器本体根据实际工程设计、装设所需的传感器和监测IED, 并对其原有的柜体按照功能模块重新设计调整。
图1为针对智能组件按不同信息功能对变压器进行的基础信息配置。按照基础配置原则, 提出智能化改造方案为:采用变压器+智能组件的模式, 对原控制柜 (汇控柜) 加装一个智能组件 (智能组件柜) , 完成变压器的状态量采集、常规量采集、初步分析、状态诊断和数据发送等功能。
1.2 变压器智能组件设计
变压器智能组件按功能独立原则, 采用多个独立的IED集合, 一方面可以有效避免模块的相互干扰进而影响智能组件的整体功能;另一方面便于用户根据实际选择、调整IED供应商优化智能组件集成方案, 同时也方便智能组件的维护、检修[8]。
依据智能变压器常规配置方案并结合实际需求进行变压器智能组件设计, 如图2所示。
变压器智能组件柜配备有监测主IED、高压套管IED、油中溶解气体监测IED和侵入波监测IED, 同时配备过程层网络交换机, 接入合并单元的电流、电压瞬时数据[9]。基于对监测信息的可扩展性考虑, 对电力变压器智能组件预留部分可扩展的监测数据IED, 譬如绕组光纤测温IED、局部放电监测IED等。电力变压器智能化的具体措施如表1所示。
为实现变压器的智能化高级应用, 监测主IED不仅需要对原始的监测数据进行预处理 (包括数据编码转换, 异常数据剔除等) , 而且需要承担对接入监测主IED的监测数据的深度智能处理, 确保站控层高级应用系统可以准确辨识监测主IED的监测信息和状态信息等。常规状态参量的数字化测量具体技术指标如表2所示。
在变电站智能化改造的实用化研究中, 通常要对变压器油中溶解气体、高压套管的状态进行监测。侵入波监测作为可选功能视情况增加。测量数据包括顶层油温、底层油温、铁心接地电流等, 也可以根据工程需要增加传感器和对应的监测参量数据。
2 开关设备智能化改造
2.1 开关设备智能化改造方案
智能高压开关设备由高压开关设备本体和智能组件组成, 开关设备本体上安装了不同功能的传感器和操动机构[10]。高压开关智能化改造的核心方式是将原先分散放置的高压开关设备状态监测IED (局部放电IED, 气体状态IED, 机械状态IED等) 集中, 构成高压开关设备智能组件的监测IED, 同时加载监测主IED、合并单元完成向站控层上送断路器聚合信息[11,12]。智能高压组合电器组成架构如图3所示。
断路器智能化改造方案为:断路器+智能组件的模式, 对原就地控制柜 (汇控柜) 加装一个智能组件。断路器智能组件配置监测IED, 即完成对高压开关储能电机工作状态、SF6气体压力/密度、断路器局部放电等状态信息的采集、处理、上送;监测主IED合并子IED数据以标准的DL/T860协议向站控层上送智能化信息和格式化信息[13], 并在站控层高级应用系统里完成数据的趋势预测、诊断分析和智能预警等功能。断路器智能化信息主要包括高压开关设备的放电缺陷、操动机构、储能系统的状态[14]等。
2.2 开关设备智能组件设计
依据智能断路器组成结构结合工程实际应用需求, 断路器智能组件设计如图4所示。
在智能组件柜内集成了监测主IED、机械状态IED、局部放电IED、SF6气体状态IED、避雷器监测IED和开关设备控制器等, 实现开关设备控制数字化和网络化, 开关设备的SF6气体微水、密度的监测, 机械特性的监测, 局部放电的监测, 避雷器动作次数及泄漏电流的监测及上层设备对开关设备的状态可视化。断路器智能化措施如表3所示。
常规状态参量的数字化测量具体技术要求如表4所示。
对SF6气室的密度/压力、微水、储能电机的状态进行监测, 分合闸线圈电流监测作为可选功能, 并视情况增加。断路器储能电机工作状态是操动机构状态的一个重要方面, 可以反映储能电机和储能系统的缺陷。测量数据包括电机电流、电压、工作时间;对于液压机构, 包括统计储能电机的启动次数/日、累计工作时间/日等。
3 变电设备智能化改造技术难点
常规的变电站智能化改造有以下技术难点[15]:
1) 变电站监测IED网络升级改造, 需要调整或更改监测IED的部分功能。例如, 需要将原先通过CAN、RS485上传监测参量的监测IED调整为支持以太网传输数据, 这样就需要对监测IED甚至支持监测IED的工控机进行升级改造。
2) 部分监测IED难以加装, 是因为需要增加常规变电站没有配给的内置传感器, 重新加装这些传感器会极大增加工程难度和改造成本。
3) 对于原先支持不同协议传感器的智能化升级改造, 需要原监测IED厂商对设备功能进行部分修改调整, 以适应智能组件的要求。
4 结语
高压一次设备加装智能组件是常规变电站智能化改造的有效方式之一, 在实际的变电站智能化改造中取得了很好的实用化效果, 降低了因改造而导致电网停电的高额成本, 保证了电网的稳定、安全运行。
摘要：针对电网110 kV及以上的常规变电站, 如何科学、合理、经济地对这些变电站进行智能化改造是电网建设面临的问题之一。经实际应用验证, 通过对常规变电站的主变压器、开关等设备安装智能组件的方式, 可实现对变电站的智能化改造, 达到降低运维成本和优化资源配置的目的。
关于电力设备的高压试验探讨 篇5
关键词：电力设备;高压试验;电力系统
0.引言
在当前我国的用电量不断增加过程中，一些地区的用电负荷依然存在着不平衡的现状，一方面的原因是受地方经济发展的制约，而最大的原因就是电网的输送能力有待提高，对电力设备进行高压试验能够有效的排除设备内部的安全隐患，从而保障电力系统的正常运转。
1.电力设备高压试验内容及重要性分析
1.1电力设备高压试验内容分析
对电力设备进行高压试验是电网设备安全稳定运行的重要保障，电力设备的高压试验的内容比较广泛，在电力设备高压试验的内容上考虑到设备产品以及材料的重要性，所以在对其电力设备产品、材料的选择上要进行重视，要对电力设备的型号以及出厂等方面的内容进行查看核实，将设备技术标准和产品得到有机统一。在高压检测的结果出现两者规格不符合实际需求时，就必须对设备产品进行停止使用并及时更换[1]。
在对电力设备实际应用过程中有了状况发生，在对其进行检修后要对这一问题设备进行试验，从而将设备检修过程中发生的安全事故的概率降到最低，在这一过程中对大修过后的电力设备修理完毕的部位要进行二次的检验，查看设计是否符合实际的标准要求。
1.2电力设备高压试验重要性分析
在电力系统的运行过程中高压试验是对电力设备检测的重要方法，根据实际的检测信息结合工作中技术参数评估电力设备运行的情况，对其进行高压试验是对电力系统以及设备运行加以维护的重要环节，为有效保障电力系统运行的安全性从而减少事故的发生，对电力设备高压试验是最有效的手段。在高压试验中绝缘故障的测试是重要部分，可以将其分为出厂试验以及型式试验和系统当中的预防性试验及交接试验[2]。
2.电力设备高压试验方法及关键
2.1电力设备高压试验的方法分析
电力设备的高压试验方法比较多样，所以在高压试验的方法选择上要结合实际，在电力设备处在工作状态时要考虑电力设备的预防试验。在对电力设备和电缆等设施进行试验过程中，对其重要性要有深刻认识，对其进行检测的最为主要的目的就是查看其耐高压程度是否符合相应的标准。在对产品进行检验中，产品自身带有很高的电压，倘若是利用检查普通电压设备的要求对其进行应用，就不能得到有效的测试，并且以往的高压试验在方法上还有着一些不足。针对这一问题可以归纳一定的经验，对不合理的试验方法使用率进行降低，所以在试验过程中要保障试验结果的正确性，在试验之后保障高压设备的正常使用。
2.2电力设备高压试验的关键
通常高压试验变压器产生的是工频高电压，以此来满足高电压实验室以及户外试验场的高电压需求，倘若面对的试品电容量较大（如电容器或者是电缆在产生工频高电压时）可选串联谐振设备，作为高压试验的设备，在电力变压器这一方面并不是很经济，故此只有在高压试验变压器以及串联谐振设备方面是交流电压试验设备，针对电力设备的高压试验在电源的要求方面相对比较高。升压变压器是电力变压器的一种结构型式，在适应的能力方面较强，能够满足中间变压器匹配电源电压，同时对高压试验所需要的电压也能够得到满足。
在高压设备试验的应用软件方面提供了设备台账或者是数据录入管理功能，同时针对高压设备试验数据进行了全面分析，在这一软件作用下不但能够完成各种高压电力设备铭牌以及数据的录入查询等，也能够对高压试验的相关数据进行分析。这样在很大程度上能够将数据的准确性得以保障，从而对电网运行的可靠性进行提高。
在电力设备高压试验的程序方面首先要根据试验设备实际进行选取电源，对软件系统进行配置，同时还要对测量所得参数初始化，要能够根据在线监测的相关数据以及运行工况记录等针对电力设备内的潜在安全隐患[3]。与此同时也要能够对故障的趋势预报进行积极应对，在电力设备实际健康状态方面进行评估，模拟初步试验结果，从而确定影响高压电力设备的主要指标属性以及目标，通过有效决策方法加以分析。
在对电力设备进行高压试验之前要将预备工作做好，拟定好试验的方案，同时要严格的执行电力安全工作的规程要求，将安全措施做好并完善工作地点的警示标示。在正式的高压试验过程中，由于时间、地点有着不确定性，所以要能够明确分工将责任得到有效落实，从而保障电力设备高压试验的安全性。高压试验的设备要能够在实验前进行检测，考虑其合适程度，在对线路拆缺前做好相应标记工作，如此可及时恢复衔接，避免造成不必要损失。
3.结语
总而言之，在现阶段我国对电力需求不断加大的过程中，对电力设备的安全性及稳定性进行保证，可保障电力系统稳定运行。为能够对高压变电工程的完善建设得以实现，这就需要对电力设备进行高压试验，从而对问题及时的发现并针对性的解决，如此便能减少和避免由于电力问题所引发的事故。在未来我国的电力行业发展过程中，随着技术进步，对我国电力设备的高压试验将会得到进一步完善。
参考文献：
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[2]张辉杰，周毅.油浸式电力变压器的绝缘材料及应用[J].西藏科技，2014，（01）.
智能高压设备 篇6
随着智能电网建设的推广与普及, 电网设备在线监测技术的应用也越来越广泛, 与之相关的传感器技术也快速发展。传感器是一种将设备状态的各种物理量或化学量转变成电信号的部件。由于电信号容易进行各种处理, 故无论被测量是电量还是非电量, 一般都要通过各类传感器将其转换成电信号后再处理[1]。大部分传感器输出的都是模拟信号 (电流、电压等) , 在传感器信号采集系统设计中, 需要将模拟信号转换为数字信号, 供后续处理电路进行分析、计算、通信等。在智能变电站中, 需要传感器采集监测的量类型很多, 部分被监测量的变化范围很大, 导致传感器输出的模拟量变化范围也较大, 给数据采集系统中的模数转换带来一定的困难。
1 智能高压电器宽范围变化信号
智能高压电器中, 需要监测的量很多, 主要包括两个方面:1、主电路的实时电量参数, 如:电流、电压、频率、相位等;2、设备状态参数, 如开关设备的状态、机械状态、绝缘情况等。
在被监测量中, 部分量的变化范围很宽, 例如:126k V变电站正常状态下, 主电路的电流, 从0A到4k A;避雷器泄漏电流, 要求监测范围从100μA到50m A。一般情况下, 传感器的输出信号都是与变化信号成线性关系的模拟信号, 因此, 传感器的输出信号变化范围也较大。
2 传感器信号的处理
在高压电器设备中, 需要监测的量, 通过传感器转换为模拟量, 再经过处理电路, 变成可以用于微处理器运算和通信的数字信号。传感器将监测到的物理量变化以模拟量的形式输出 (连续变化的电流、电压) , 该模拟信号经过整形、滤波、放大处理, 转换为可以稳定进行A/D转换 (模数转换) 的信号, 此模拟信号经过A/D转换, 变为数字信号。
2.1 信号调 理电路
传感器是能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件和装置。传感器把需要测量的物理量转换为电压或电流信号, 成为传感器的原始输出信号, 这些信号往往比较微弱, 并且受环境因素影响较大, 信号上叠加一定的干扰信号, 需要经过调理电路, 对信号波形进行调理, 才能够进行模数转换。该调理过程一般包括滤波和放大。
2.2 宽范围变化信号的放大问题
在数据采集系统中, 若待测信号是很微小的电信号, 需要用放大器来加以放大[2]。普通运算放大器的放大增益是由硬件电路的结构和参数决定的, 如果要更改放大增益, 需要对硬件电路进行修改, 即普通运算放大器电路对待测信号的放大倍数是固定的[3]。如果放大倍数低, 则不能满足微弱信号的测量需求, 如果放大倍数高, 则较大的信号经放大后, 容易失真, 不能满足后续运算需求。
在智能高压电器中如何解决宽范围信号放大检测问题, 对信号进行非线性压缩计算是一种很好的解决思路。对于函数Y=log10X , 当X=1时Y=log101=0;当X=10时, Y= log1010=1;当X=100时, Y=log10100=2。X每扩大10倍 , Y只增加一个数量级 , X在一个很大的范围内变化时, Y只在一个很小的范围内变化。所以, 对数放大器具有很好的压缩性。
3 宽范围变化信号检测电路设计
3.1 对数运算放大器
理想的对数放大器是输出信号幅值与输入信号幅值成对数关系的放大电路。实际的对数放大器在输入信号幅值较小时, 具有线性放大的功能增益较大;当输入信号较大时, 具有对数放大的功能, 增益随输入信号的增加而减小[4]。在宽范围变化信号测量领域, 输入信号在短时间内会有很大变化, 输出信号应稳定在几十毫伏到几伏之间。对数放大器能够自适应调节输出增益可以避免输入信号过大时, 增益过大所产生的饱和。
图1中, 横轴为对数刻度, 当VX=VIN时, 对数为零, 称VX为对数放大器的截止电压。VY是10 VX对应的输出电压, 即以10为基数, 对应的对数为1时, 输出值。VX、VY为对数截距, VOUT为输出电压。
从图3可以看出, 随着输入电压VIN的增加, 其对应的输出值的增益减少。
3.2 对数放大器电路原理
对数放大器利用硅二极管上的电压与流过它上面的电流成对数关系的原理制成, 结构如图4所示。
硅二极管的正向特性曲线函数为
图4所示基本对数放大器构架的转换方程为:
式 (1) 和 (2) 中, k为玻尔兹曼常数, T为绝对温度, q为电子电荷, I为正向电流 , 为反相饱和电流 ;VIN为输入电压, RIN为输入电阻。
3.3 对数运算放大器应用电路
对数运算放大器应用于宽范围变化信号测量系统中, 传感器发出小的传感器信号, 经过滤波电路接入对数放大器, 对数放大器的输出经过一定增益的线性放大后, 接入A/D转换电路, 转换为相应的数字信号。
DSP接收到转换后的数字信号 , 根据对数放大器的输出特性及线性放大增益, 计算出对应的传感器输出信号, 从而得到待测信号信息。
对数放大器应用于测量系统中, 可以简化硬件电路设计, 在小信号、宽范围变化信号检测系统中具有明显的优势。
4 试验及结论
采用对数放大器方案, 设计一个信号处理系统, NI公司的PXI-4132系统作为信号源 , 信号采集系统对信号源电流信号进行采集处理, 对比信号采集系统实际测量的试验结果。
通过表1数据可以看出, 对数放大器信号采集系统所采集到的结果与NI信号源发出电流信号相比误差并不大, 因此, 该系统有较好的采集精度。可应用于多种宽范围变化量的采集。例如, 变电站中避雷器绝缘性能在线监测是通过监测其泄漏电流实现的, 按照相关标准, 监测设备的监测范围应是100μA-50m A, 最大值是最小值的500倍, 如果再考虑监测精度要求, 一般放大电路难以满足需求, 该电路的特性可满足此监测范围的需求。而电子式电流互感器应用于126k V智能站时, 其主电路电流变化范围从0A-4k A, 短路电流则可能更大, 监测的最大值和最小值相差104倍, 一般的放大电路难以满足需求, 此电路的输出特性能够满足监测需求。
参考文献
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户外高压装置智能警示器设计 篇7
随着国家农网改造工作的不断推进和深入，我国各地方广大农村电力网络状况和配电设备得到了根本改善，在各乡或各村都会在远离住宅生活区的户外设置一组配电变压设备，该变压设备承担着周边区域工、农业生产以及人们的日常生活正常供电任务。这些变压配电设备都属于高压危险装置，非专业操作人员近距离的靠近或接触就可能构成严重安全事故。目前，我国广大农村在这些户外的高压配电设备场所通常采用粉刷或悬挂警示标语的形式来提醒该高压区域的危险性，而这些方法对农村不同的群体所起到的警示作用具有很大的局限性，关于人、畜的各种触电事故也屡屡发生。
笔者制作了一种稳定、可靠、实用的智能警示器，可以非常方便地安装在这些高压危险场所，对进入高压危险区的人、畜达到可靠及时的警示作用，从而有效保护人们的生命财产安全。
系统硬件电路
所设计的智能警示器主要由AT890S52单片机控制的电路，包括汉字警示LED显示电路、热释红外探测语音报警电路及外围电路组成，系统电路结构框图如图1所示。其中，汉字警示LED显示电路中采用16块单色高亮度8×8 LED阵列构成的显示屏可一次显示4个汉字，动态变换、循环显示警示标语;热释红外探测语音报警电路利用热释红外探测传感器不间断探测周围区域，当在其红外探测有效范围内出现人员移动时，探测器就会把捕捉到的信号送单片机，再由单片机控制响应进行语音报警和提示。
汉字警示LED显示电路
显示一个汉字的L E D阵列单元电路连线如图2所示，它由芯片IC1～IC3, NPN型三极管Q1～Q16，限流电阻R1～R32及4块单色高亮度8×8共阳极LED模块组成。该电路采用高态行扫描方式，即任何时间扫描信号通过74LS154输出中只有一个高电平信号，其它均为低电平信号。一行扫描完成后，再把高电平信号转到邻近的其它行。扫描信号连接到一个NPN晶体管的基极，当高电平信号扫描的信号输入后，晶体管的射极电流将可流入LED阵列的行引脚，可使该行的LED具有点亮的条件[1]。两个74LS373锁存器在控制信号作用下分别对共用的八条数据线P0.0～P0.7送来的字模数据进行锁存处理，提供给LED阵列的列引脚，从而在4块8×8LED阵列构成的显示屏上构成相应的汉字。
本智能警示器中共包含四个该单元电路，可一次同时显示四个汉字。
热释红外探测电路
热释红外探测电路中的核心器件为热释红外GH-7181模块，该器件探测距离为7米左右 (通过在其表面增加不同厚度的隔离膜，可方便调整需要的探测距离) ，探测区域呈扇形，角度在110度左右，高压设备周围安装四路红外探测头装置，能保证大范围无盲点对进入探测范围的人或动物进行可靠探测[2,3]。
热释红外探测接线电路由4个红外探头模块、晶体管Q17、电容C1及电阻R33～R35等组成 (见图3) 。
当有人或动物在红外探测范围内移动时，就会在A点产生一组脉冲信号，该脉冲信号通过P1.6引脚送至单片机进行判断响应。
语音报警电路
语音报警电路由芯片IC4、IC5，电容C2～C7，电位器W1和扬声器组成，接线见图4。图中IC4为ISD4000语音芯片，该芯片内含振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存储阵列[4]。当单片机P1.6引脚收到红外触发的脉冲信号后，置P1.0上升沿信号给ISD4000芯片的1引脚，使其处于片选工作状态，从而通过13引脚 (AUOUT) 把内部预置的音频信号送到LM386输入端，经功率放大驱动扬声器播放。若ISD4000芯片内预置的语音分多段存储时，则需要芯片的2引脚 (MOSI) 、3引脚 (MISO) 分别与单片机的两个闲置的I/O口相连，通过单片机控制命令选择某段的语音信号进行输出。
电路电源
电路电源选用JYUS-10W型AC/DC微型开关电源，该电源在电压振幅 (85V～265V) 及频率 (45HZ～65HZ) 之间的动态电压信号范围输入状态下，能稳定输出5V/2A的直流信号。
系统软件程序
系统程序主要包括主程序、汉字警示LED显示子程序、红外探测子程序、语音报警中断子程序等，程序流程图如图5所示。
系统初始化主要包括：引脚配置初始化、系统参数初始化和定时器设置等。汉字警示显示子程序调用警示语代码程序完成汉字的显示。该部分显示程序可根据不同用户的需求，可修改为各种显示模式状况。红外探测子程序主要扫描判断单片机P1.6引脚有无脉冲出现。若无脉冲出现则返回;若有脉冲出现，则通控制过指令调用语音报警中断子程序，通过扬声器把预置在ISD4000语音芯片中的音频信号播放出来完成语音警示功能。
结语
本系统采用高亮度单色LED阵列汉字显示警示，无论白天和晚上都清楚醒目，同时配以红外探测和语音报警，系统合理地把视觉和听觉两方面的警示作用结合来，更具人性化。本装置在户外使用需要适当加上一些防雨、防雷设施。现该装置已通过实验阶段在北方部分乡村开始使用。本系统经过改进加上温湿度检测及上位机数据记录系统后，还可用于粮仓、图书档案室等各种环境监测和安防场所[5]，受具体环境因素影响较小，安装方便，应用范围较广。
摘要：介绍了一种经济实用的户外高压装置警示器的硬件电路及程序设计。该设备通过LED汉字警示和热释红外模块探测后语音报警提醒功能相结合, 对进入高压非安全区域内人员及时进行视觉和听觉两方面的提示。系统功耗低、性能可靠、可扩展性强。
关键词：智能警示器,热释红外模块,LED
参考文献
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智能高压设备 篇8
本人在放射设备的维修中遇到过多起高压电源模块损坏的故障, 这些模块根本无法维修, 也很难购买到, 即使有二手的拆机件也是价值很高, 为了节省时间和费用就想办法自制高压电源来修复设备。在多次实践中, 自制的高压电源经过不断改进越来越简单, 可靠。现将经历叙述如下。
多年前在维修一台早期进口的胃肠X线机, 经检查为影像增强器高压电源损坏, 该电源为影像增强器提供25kV阳极高压、10kV副阳极高压、及-500V聚焦极电压。该电源放置在X线机电气柜里, 为一40×30×20cm的封闭金属盒, 输入电压为交流220V, 输出由两根8mm粗的高压电缆及两根普通导线经电缆地沟和影像增强器远距离连接。由于该机已使用近20年, 无法找到该配件, 所以决定将其打开维修。小心锯开盒子发现盒内充满绝缘油, 所有电路悬空浸在油中。取出电路分析:220V交流直接经高压变压器升压、高压整流、滤波、高阻值电阻分压等电路得到各组输出电压。检查是高压变压器次级开路, 经尝试无法修复或自制此变压器。于是参考其它影像增强器高压电路, 用24V直流供电, 制做一振荡电路, 一路整流输出-500V, 另一路升为2000V左右交流用高压二极管、高压电容15倍倍压整流后得到25kV、40uA的直流高压。注意所有元件的耐油性, 并利用原高压电源的高阻分压电路分出10kV电压。焊好输入线和输出高压线缆, 将整个电路利用绝缘绳悬空在一个塑料桶内, 注意高压电路的所有边缘均距桶边保持3cm以上距离, 桶内注满绝缘油, 盖好上盖以防回潮和落尘。将桶固定在机柜内, 开机调试, 影像增强器阳极高压稳定, 输出屏亮度均匀、聚焦良好、图像清晰, 视野基本没变。使用近4年高压再没发生故障, 后因医院更新设备整机淘汰。此法虽然比较笨拙、不美观, 但实用。
后期的影像增强器小高压电路均是小体积固态绝缘封装, 就固定在影像增强器外壳上, 遇到的几例小高压损坏的故障无法用上述油浸方式制作代换市场上原装小高压报价几万元二手的也要上万元, 为了节约资金还是采用上述电路组装, 用绝缘胶封灌代换, 效果还行, 缺点是高压电路手工制作体积稍大, 绝缘工艺较难理想, 容易击穿, 由于封灌, 一旦故障全部报废。
几年前遇到一台80kW高频胃肠机监视器黑屏故障, 检查显像管尾板各极电压正常、而阳极无高压, 特殊的是显像管所用20kV阳极高压不是由行扫描电路升压输出, 而是由一个独立模块输出的。仔细检查该模块输入24V电压正常, 输出-50V和360V正常, 高压输出线直接到显像管阳极, 经试验无高压, 分析为内部升压电路故障。由于高压电路全部用绝缘胶固封在铝盒内, 无法完好打开, 便无维修机会。联系厂家无此高压模块供应, 只能换整个监视器, 而这种进口的高扫监视器价格在五万多元, 为了节约还是下决心代换修复。由于该显像管高压不是由传统的行输出变压器供给, 于是想到用彩电行输出制作振荡电路并升压为该显像管供高压, 这样做完全不用考虑电路绝缘问题。就在设计电路时, 不经意发现网上有一24V供电CRT高压电源, 原电路如图1。
经分析完全能为该显像管提供高压, 而且电路简单制作方便。按此电路制作一小印刷版组装完成, 整个电路固定在空余处, 只代换20kV高压, 其余电路均用原显示器电路。通电调试, 一举成功, 效果良好, 使用几年来性能稳定。其基本原理是:NE 555构成脉冲发生器, 调节VR 2可使之产生频率为20kHz左右的脉冲, 电位器VR 1调脉宽。TR 1为推动级, 脉冲变压器T1采用反极性激励, 即TR 1导通时TR 2截止, TR 1截止时TR 2导通及组成高压保护电路。VR 2用于调频率, 可调整高压大小。VR 1、VR 2选用精密可调电阻, T1选用18Ψ彩电行输出变压器变通使用, 其阳极可得到20～23kV高压。实际使用中三端稳压7812因压降大而发热, 可在其输入端串接一2W、68Ψ电阻即可, TR 2因负载较轻, 温升不大可不加散热器。
上述电路的代换成功, 启发了将该电路引入X线影像增强器的小高压代换中。去年在维修一台岛津500mA胃肠机时, 故障现象为透视时有X线产生, 但显示器无图像。经检查影像增强器输出屏无图像。查影像增强器电路LV变换器30V直流输入正常, 输出PC端-350V、G 1端-500V正常, 输出去HV模块的+24V正常。进一步检查HV输出无25kV高压。由于HV模块固态封装, 所以同样用上述电路制作代换。T2选用21吋彩电行输出变压器, 输入输出对应接好开机调试, 效果良好。将整个电路用电脑电源盒装入, 固定在影像增强器侧壳上, 注意屏蔽接地, 以减少对其它电路的干扰, 使用近两年工作稳定。另外利用彩行自身的聚焦电位器和聚焦线还可得到1-5kV的另一组高压;若将25kV输出至另一个单独的带高压输入孔和高压输出线及聚焦线的彩电聚焦电位器内, 通过再串联百兆级的电阻可同时得到25kV和3-15kV两组高压, 可供给需要第二阳极高压的影像增强器使用。
智能电网发展与高压直流输电研究 篇9
经济快速发展背景下,能源资源短缺问题也日益凸显出来,其也直接引发一系列环境问题,如温湿气体排放等,极大程度上影响可持续发展目标的实现。此时,能源资源高效利用、优化配置等显得极为重要,如在电网建设方面,需以能源的利用为依托,规划建设智能电网。但如何保证智能电网建设目标实现,又需考虑将高压直流输电引入其中。因此,本文对高压直流输电、智能电网的相关研究,具有十分重要的意义。
1 国内外智能电网规划现状
智能电网规划是当前世界各国电网建设的重点内容。本文在研究中主要选取欧洲国家、美国以及中国等智能电网规划现状作为实例,对智能电网规划情况进行分析。首先,从欧洲国家电网发展情况看,由于欧洲在经济发展过程中致力于将环境保护、能源建设等融入其中,所以在电网建设方面也提出能源供应网等策略,以其中超级电网为例,强调借助潮汐能、风能等资源,可使传统资源的消耗减少许多,且以往温室气体排放问题也将得以改善。同时,超级电网建设下,也将充分利用高压直流输电方式,其可满足大容量远距传输、新能源并网等要求,电力消费区的用电需求都可得到满足。其次,对于美国智能电网建设,其可被置于国家战略高度,强调在超级电网上不断突破。如SPPS、PJM、Midwest ISO等要求在2024年,东部电网联网建设中,需从电力输送、新能源建设两条线路方面着手,确保新能源得以充分利用。同时,在规划中也要求做到统一、智能,其中的统一主要指连接北美分散电网,使新能源可覆盖大多区域。而智能表现在新技术如自动控制、信息通信以及传感测量等运用下,使电力供应更为安全、可靠。另外,我国电网建设中,由于面临严重的能源分布不均情况,如太阳能在北部、西部地区较为丰富,而风电资源在东南沿海、背部与西部地区较为丰富,其他水力资源、煤炭等分布也极不均匀。
2 智能电网和高压直流输电研究
2.1 智能电网发展特征分析
智能电网建设在当前新能源利用背景下,强调以高效、环保作为主要方向,其呈现的特点主要表现在:第一,分散的电源分布。能源资源分布处于不均匀状态,也直接导致电场分布较为分散,如江河地区以水力发电为主、高原地区为太阳能或风力发电。第二,智能化特点。在发电形式趋于多样化的背景下,发电场分布极不均匀,这为实际调配电力资源带来极大难题。此时,为保证电力资源得以配置,需使电力系统达到智能化标准。第三,超级化特点。如欧美国家电网建设中提出的超级电网,其也将成为我国电网建设的重要目标。超级电网建设下,要求解决以往能源应用下存在的间歇性特征问题,确保电力系统运行更为稳定[2]。
2.2 高压直流输电特征分析
我国当前智能电网建设中,直流输电工程所占比重极高,其具有输送容量大、电压等级高等特征。对比交流输电,高压直流输电在电网建设中的优势表现为:(1)远距离电缆输电要求得以满足,交流输电很难达到这一标准;(2)输电损耗优势较为明显,长距离输电中,高压直流输电不会对输电走廊过多占用,损耗极低;(3)系统稳定性较强,如交流系统在相同或不同额定频率下,不会以同步互联方式为主,加上输电可被有效控制,对系统稳定性的提高可起到明显作用;(4)柔性直流输电引入其中,在无功功率、有功功率等方面都能被有效控制,且无需将换相电源引入,便能使负荷接入、电源接入等要求得到满足。此外,直流输电中,假若输电处于正常状态,无电容电流,所以也不必考虑进行无功补[3]。
3 智能电网和高压直流输电发展建议
智能电网未来发展中将更注重引入新能源,并将超级电网作为主要发展方向。从欧美国家超级电网建设现状便可发现,超级电网中融入智能电网建设中的许多优势,可使不同区域供电需求都得到满足。但需注意的是超级电网本身作为较为专业、复杂的系统工程,实际建设中将面临较多技术难点,要求采取分阶段建设的方式。我国在超级电网建设中可考虑从五个阶段着手,即:第一,在常规发电上不断建设。常规发电厂在社会经济发展中扮演重要角色,要求在建设中扩大其发电容量,不断完善交流区域电网。第二,在水力发电厂建设上不断加强。可考虑将高压直流输电引入其中,利用其将大型水力发电厂中的电力资源向其他区域输送,有利于电力资源的有效配置。第三,新能源应用。能源的引入将成为电厂建设中需考虑的主要内容,要求通过新能源使发电量有限、环保问题都得以解决。第四,新能源发电基地。该阶段主要强调以相应的技术为依托,增加系能源发电比重,利用远距离输送、并网技术等实现能源的输送,这也是推动直流输电工程的重要方式。
4 结论
智能电网的建设是我国未来电网发展的重要方向。实际发展智能电网中,应正确认识当前智能电网规划的主要现状,对比国内外智能电网发展特点,在此基础上分析我国智能电网建设的特征以及直流输电工程的应用,可考虑在未来智能电网建设中充分发挥高压直流输电的优势,可结合不同区域电力资源情况,采取分阶段建设方式,以此推动我国电网建设进程的加快。
摘要：随着电网建设步伐的加快,新能源发电技术的应用也成为世界各国关注的焦点。然而以往电网建设中,采用的多为交流输电方式,很难与职能电网中对高压直流输电的要求相适应,导致智能电网发展受到极大程度的制约。这就要求在发展智能电网中,进一步明确高压直流输电的优势,保证其能为智能电网建设提供支撑。本文将对国内外智能电网规划现状、智能电网与高压直流输电的特征以及未来发展的建议进行探析。
关键词：高压直流输电,智能电网,规划,建议
参考文献
[1]姚良忠,吴婧,王志冰,李琰,鲁宗相.未来高压直流电网发展形态分析[J].中国电机工程学报,2014(34):6007-6020.
[2]杨帆,赵书强.智能电网的发展对大电网可靠性评估的影响[J].电网与清洁能源,2013(10):24-30+36.
智能高压设备 篇10
关键词：高压电气 设备现状分析 技术改进
中图分类号：S972 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2014）08（b）-0040-011 变电站高压电气试验设备现状
1.1 高压程控电气试验车
在进行高压电气试验时，移动试验设备是必不可少的，一般是对中型客车进行改装，在车上安装试验设备。设备以国外进口为主，性能优越。齐全的设备能保证试验工作顺利进行。测试时，用电缆连接待测设备，并利用后续处理模块进行数据记录。高压程控电气试验车机动性较强，自动化和智能化程度较高，操作简捷，但对于操作人员的技术要求较高。且由于试验设备成本较高，在大多数电力企业中尚未进入实际应用，普及性有待加强。
1.2 常规试验设备
常规设备在我国高压电气试验中仍占有很大比例，主要得益于其低廉的价格。但是常规设备的自动化程度低，很多操作都需要手工完成。人工操作过程中，经常会因为误操作导致数据记录错误。同时由于没有引入在线传输模块，实时测量数据无法及时上传，也无法进行后续处理，只能进行笨拙的手工记录。由于试验设备没有数据库，操作人员只能借助测试经验来分析，对于经验不足的人员，数据误差会很大。常规设备成本低，对于很多企业而言，还无法承担高端设备带来的过高投入，因此，要想保证电气试验的质量，就需要对传统设备进行技术改造。
1.3 常规电气检验方法
1.3.1 直流电阻测试
该测试能够检验线圈接头、引线、分接开关焊接质量，各个分接位置是否存在短路或断路情况。测量方法多采用电桥法，小于100 Ω对电阻采用双臂电桥，也就是凯尔文单桥；100 Ω以上的电阻采用单臂电桥，也即惠斯登电桥。线圈的直流电阻接到引线端上，得到分接开关上各个位置的直流电阻数值。
在测量中有以下几个注意事项：
（1）首先接好电桥桥臂的四根接线，两根电流接线端要接在变压器，电压接线端接在线圈外侧，以保证测量精度。
（2）电桥使用前要先打开总电源，经过预热后，再接通电桥检流计，判断检流计偏移方向，平衡电桥。若了解检流计正负偏转速度、方向与测量精度的关系，就能很快通过倍率开关或数值旋钮将检流计调平。
（3）线圈属于电感性元件，在测量过程中电源不断向其充电，经过一段时间后进入稳定状态，因此，要读取电阻对的稳态值。
另外也有使用综合硬件滤波、软件滤波等技术的AD直流电阻采集测试系统，装配维护便捷，检测精度高，响应快，能够在噪声大的场合工作，通用性较好。
1.3.2 变压器变压比测试
变压比测量具有重要意义，它能够验证变压器变压比是否在规定范围内；开关引出线接线是否正确，以及变压器是否有匝间短路现象。在测量时，与变压器一次侧加入380 V高压电源，接三相交流开关，在某个线圈端子间接入电压表测量线电压；在变压器二次侧接入电压表，测量线电压，打开开关，两块表同时读数，经过数值换算，即为变压器变压比。以低压侧测试值为准，换算成二次侧400 V时的一次侧数值，该数值就是变压比。
1.3.3 绝缘电阻试验
绝缘电阻试验一般采用固定输出电压，以便及时获得仪表的正确读数，加上电压后，1 min后的读数就是设备的绝缘电阻值。吸收比测验是绝缘电阻试验的关键环节，它能够正确反映出变压器及机电设备绝缘体的受潮及损害程度。常温下，若吸收比小于3∶1，可断定设备绝缘体出现了故障。
2 设备技术改进探讨
由于计算机技术日益成熟，可在常规设备的基础上设计高压电气设备管理软件，并做好设备和计算机之间的接口，进而提高工作效率。
系统主功能是在工作人员操作期间，自动将相关数据录入计算机，并进行数据分析。系统的软件环境主要是：Windows XP，Win7，Microsoft Visual Basic，Microsoft Access。硬件配置为CPU，主存，显示器，打印机。按功能划分，系统可分为打印程序、数据记录程序、数据存储管理模块、综合分析比较程序、测试结果显示程序等部分。本系统采用通用数据库结构，符合现场的一般组织方式，站名作为一级索引，设备类型+运行编号为二级索引，检测日期作为三级索引。采用这种通用数据库结构，管理和后期功能扩展都很方便，站所作为第一级单元，与其他站点不会发生冲突，数据独立性好，即便出现局部损坏也不会影响全局，维护较为便利。
数据库建立要遵循以下原则，每个变电所建立一个专属数据库，一台或者同类型的几台设备只占用库中唯一一条记录，每个测试项目占用一条记录中的若干字段。运用常规实验设备对高压电气设施进行测试后，数据手动录入计算机，管理程序自动完成对原始数据对存储、管理、分析、比对，既可以对比分析设备对历史检验结果，也可以比对同类设备对试验结果，依据变化规律，可以绘制出特性曲线，以判断测试设备是否达到了工作要求，供工程师分析参考。为了积累素材，及时掌握电气设备的性能数据，测试结果都要进行存档，保留最新的测试结果，并保证档案可随时打印。管理测试数据包括电压器、互感器、断路器、电容电抗、氧化锌避雷器等，系统对这些设备进行分类处理。
3 结语
随着科学技术的发展，常规高压电气试验设备需要进一步升级，但由于资金方面的限制，原有设备依然大量运用，因此，在原有基础上的技术改造就显得很重要，这能够保障试验准确性，提高电气设备检验工作的成效。
参考文献
[1]袁小蕾.高压电气试验报告管理及诊断的解决方案[J].大众科技，2006（1）.
[2]高峰.基于数字电压表的惠斯通电桥实验[J].新乡学院学报：自然科学版， 2011（3）.
智能高压设备 篇11
1 常见防污和清洗方法
在上个世纪60年代至90年代初, 一般都是采用水冲洗作业。但是, 有些地方供水困难, 而且带电水冲洗要求的条件很高, 经常发生安全事故, 所以在应用上具有很大的局限性。
针对水冲洗带来的困难和弱点, 人们对化学清洗剂替代水清洗进行了成功的尝试。
另外, 还有机械清扫技术。机械式带电清洗是指利用清洗机械手或机器人进行带电操作, 机械手上毛刷是用绝缘材料制成, 利用摩擦力强力清除绝缘子和线路表面的污垢。其优点是利用物理方法直接除污, 没有化学介质的参与, 无二次污染问题。但是因为机械手占用空间较大, 在密集布置的变电站中无法进行清扫。再就是由于绝缘子形状存在较大的差异, 清理时往往会存在无法清除的死角。
干剂清洗技术是近期国外广泛采用的一种清洗方法。这种方法既可停电清洗, 也可带电操作。但是, 由于这种方法的清洗介质在大风时会有大量的粉尘, 因此受环境的影响也比较大。
目前, 对于高压绝缘子和高压电力设备带电清洗的技术和手段较多, 但是, 任何一种方法都有其自身的优势和局限性。应用较广泛的还是带电化学清洗技术。
2 带电化学清洗技术
所谓化学清洗, 就是在中间互溶剂的作用下, 把两种具有极性的和非极性的溶剂进行稳定化, 这种溶剂具有高绝缘、不易自燃、易挥发且不污染环境的特点, 清洗时可以带电操作。带电化学清洗是一种“人、机、物、对象、环境、工艺”6大因素有机统一的系统, 实施这种清洗操作时, 应该按照“调查测试、制订方案、清洗施工、验收跟踪”等4个环节进行。
2.1 带电化学清洗剂配制
在这种清洗方法中, 配制带电清洗剂是最关键的内容之一。清洗剂从喷枪喷到高压绝缘子和高压电力设备表面, 在表面张力、冲击力、吸附力、溶解力等多种作用效果下, 污垢被浸润、渗透、溶解、分解、剥离, 直到最终彻底脱离。根据事先测定的污染物性质不同, 带电清洗剂要用极性和非极性的溶剂, 采用不同的比例, 精制复配, 同时还要加入互溶剂, 目的是克服清洁剂中两种成分的分子结构差异, 使其相互溶解并且稳定化, 使配制出来的清洗剂在绝缘、维护、清洗等各方面都达到较好的效果。
具体地说, 选用清洗剂应本着安全可靠、价格适宜、祛污力强、对设备无损伤、绿色环保等原则。大量使用的清洗剂应通过国家权威部门检测, 综合性能试验要求均能达到标准, 出具检验认证报告。其标准一般是:绝缘阻抗大于1O10, 击穿电压大于25k V/2.5mm, 对塑料无溶胀, 对金属材料无腐蚀, 对漆膜无任何不利影响, 有合适的挥发速度、无残留、不燃烧或不易燃烧等。
2.2 带电化学清洗操作要点
用于不能停电维护的电力设备, 进行清洗时, 一般应从环保、安全、电学性能、腐蚀性、清洗程度、动态性能、理化指标等方面来建立和评价清洗维护的保障体系。同时, 还要依靠详尽的安全规程、质量管理体系、现场操作、管理守则等技术规范, 才能保障带电操作得以安全、可靠、有效的进行。
2.3 带电化学清洗的装备
带电化学清洗要做到安全、高效, 还必须配备可靠的设备和工具, 其中高绝缘高压射流清洗机是必不可少的;其他主要装备有耐高压绝缘导液管、高压绝缘指挥棒、清洗机专用接地线、配备不同杆长的高压绝缘杆式喷枪;静电测试仪;工频泄漏保护器;温湿度计;DC10000V绝缘电阻测试仪;绝缘升降车/平台、绝缘梯;其他附件还有绝缘刷、安全绝缘衣帽、绝缘绳、防护眼罩等。
2.4 施工人员资质要求
由于带电清洗直接面对的是高压电力设备, 具有高度的复杂性和高风险, 所以, 在操作时必须慎之又慎。对于清洗组成员必须经过专业培训和考核, 并且要求操作工必须经过带电作业考试合格, 拥有带电作业资质证。对于所有的操作人员, 都应遵守严格的安全制度, 实行工作制度、工作许可制度、工作监护制度、工作间断、转移和终结制度等一系列的制度, 操作时职责明确, 现场精心严密组织, 按规程、规章、方案作业, 严禁酒后操作。在遇到风力大、湿度高、阴雨天、温差大等异常情况, 或者遇到清洗设备质量缺陷或原因不明的设备故障时, 应停止清洗, 及时上报相关部门, 严禁实施带电清洗作业。
3 结语
与其他清洗技术相比较, 带电化学清洗技术具有安全系数高、不用停电即可操作、经济、社会效益好、符合环保要求等突出的优点。因此, 这一方法得到了很高的评价, 试验数据表明, 经过化学清洗后, 设备的绝缘水平都有显著的提高, 因此, 这一方法被广泛应用于各类变电站、发电机组、 (下转第253页) (上接第290页) 大型电动机等电力设备, 同时, 在污染严重的煤电装置中, 治理污闪效果也有了明显的突破, 为企业的设备提高了安全性。
参考文献
[1]易雷.带电化学清洗在电力设备绝缘维护中的应用[J].湖南电力, 2008, 28 (4) :32-33.
[2]樊灵异, 刘平原, 郑晓光, 等.广东电网污闪原因分析和防污对策[J].电瓷避雷器, 2006 (2) :1-6.
[3]胡定超.高压电力设备带电化学清洗的现状和前景[J].电力安全技术, 2001 (6) :21-22.