电力设备状态监测闭环管理案例分析

何君霞

（中国石油化工股份有限公司天津分公司装备研究院，天津 300271）

装备研究院电仪室（以下称检测单位）自2010年10月承担公司电气设备检测任务以来，相继开展了红外成像检测、电能质量检测、局部放电检测和电机检测等电力设备状态监测业务。通过以上业务的开展，检测单位期望逐步为设备用户提供优质和全面的服务。

电力设备状态监测的目的是采用有效的检测手段和分析诊断技术，及时、准确地掌握设备运行状态，保证设备的安全、可靠和经济运行。所以电力设备状态监测应该是一个检测、分析、处理、反馈、复测闭环的过程。检测单位年复一年在这个过程中积累数据，从而总结经验，掌握电气设备运行特点，最终与设备用户共同实现电气设备长周期运行的目的。只有检测过程形成闭环，检测手段才对设备运行具有指导作用。也就是说，检测单位承担检测业务后，希望设备用户根据检测发现的问题，现场进行整改后向检测单位提供整改方式及整改后结果。但是，有些设备用户对检测结果重视程度不够，处理情况未能及时提供给检测单位，不利于检测单位对设备运行的经验总结。因电机检测业务目前未发现过问题，故本文仅分别就三个检测手段的三个完整案例给予说明，希望引起设备管理部门和设备用户对电力设备状态监测闭环管理的足够重视，从而实现设备安稳长运行的目的。

1 电能质量检测实例

1.1 委托原因

某部职防楼2#配电柜负荷不大，却多次越级跳闸。电工怀疑电流谐波过大引起，委托装备研究院电仪室进行检测。电工为预防再次跳闸，采取临时措施，由1#配电柜的配出为2#配电柜进行供电，结果从未出现跳闸现象。

1.2 检测结果

检测设备：Fluke 434 电能质量分析仪；检测对象：2#进线（380V）。

1）三相相电压（rms 有效值）均在228V 左右。基波电压不平衡度约为0.2%，三相基波电流分别为24、26.7、19.7A，不平衡度约为10.8%，三相电流不平衡度略高，电流、电压相位差很小。

2）总谐波电压畸变率为2.2%左右（国标为低于5%），3 次、5 次、7 次、13 次、15 次谐波电压含有率分别为0.4%、1.4%、1.3%、0.6%、0.3%左右，各次谐波电压含有率均在标准要求范围内；

总谐波电流畸变率为77.6%左右，3 次、5 次、7 次、11 次谐波电压含有率分别为4.3%、61.8%、43.6%、14.2%左右，5 次、7 次谐波含量较高，电流畸变明显。

3）有功功率为16.44kW、视在功率为20.38kVA、无功功率为容性4.02kVAR、功率因数为0.81。

4）整个检测过程，电压平稳、电流有波动。

1.3 现场数据采集

1）电能信号（如图1所示）。

图1 电能信号

三相相电压（rms）为228V 左右，三相基波电压不平衡度在0.2%左右，三相基波电流不平衡度在10.5%左右，三相基波电压不平衡度符合标准要求，三相电流不平衡度略高，电流、电压相位差很小。

2）谐波

谐波电压如图2所示。

图2 谐波电压

各次谐波电压含有率均较低，THD（总谐波电压畸变率，谐波相对于基波有效值的谐波失真总度）、5 次、7 次、11 次谐波电压含有率分别为2.2%、1.4%、1.3%、0.6%左右，均在标准要求范围内。

谐波电流如图3所示。

图3 谐波电流

5 次、7 次、11 次谐波电流含有率较高，THD（总谐波电流畸变率，谐波相对于基波有效值的谐波失真总度）、3 次、5 次、7 次、11 次谐波电压含有率分别为77.6%、4.3%、61.8%、43.6%、14.2%左右，电流畸变明显。

1.4 分析

目前2#配电柜负荷由1#配电柜配出供电，配出开关容量125A，1#、2#配电柜进线开关容量400A。由于所带负荷多为变频空调，谐波电流较大属正常现象，但因目前负荷电流（rms）只有三十几安培，125A 的配出开关容量也已足够，且目前运行方式下并未出现越级跳闸现象，越级跳闸原因应与电能质量无关。

1.5 建议

1）检查2#配电柜进线电缆是否存在缺陷。

2）检查2#配电柜的上级配出开关保护配置是否存在问题。

3）更换2#配电柜的上级配出开关。

1.6 现场隐患排除反馈

职防楼电工根据检测单位提出的建议进行现场检查后，排除了2#配电柜进线电缆存在缺陷的可能和2#配电柜的上级配出开关保护配置存在问题的可能，最后更换了2#配电柜的上级配出开关，隐患排除，至今未出现越级跳闸现象。

1.7 闭环管理成效

现场设备出现供电异常，用户向检测单位提出谐波检测委托。根据用户的委托，检测单位采用电能质量检测手段进行谐波检测，未发现问题。但是根据现场发现的越级跳闸现象和用户解决问题的需求，检测单位进行了综合的分析，给出了三条处理建议。设备用户依据建议，解决了现场问题，并向检测单位进行了反馈，实现了闭环管理，保障了设备安全运行。

2 红外成像检测实例

2.1 委托原因

根据公司设备部的要求对公司内电气设备一年一次常规检测。

2.2 检测结果

检测设备：P65 红外成像仪；检测对象：4#主变。

5月8日，某部110kV 变电站4#主变高压套管B相温度较高，为77.1℃，其余A、C 相分别为31.3℃、32.1℃，三相电流分别为119.41A、118.74A、119.24A。

2.3 现场数据采集

红外图像如图4所示，可见光图片如图5所示（标记部位为发热部位）。

2.4 分析

三相电流平衡，说明负荷平衡，而B 相温度已接近80℃的危急缺陷标准（依据DL/T 664-2008 带电设备红外诊断应用规范），参考该部位三年的检测结果（见表1），B 相该部位有严重恶化的趋势。怀疑B 相套管内部有接触不良。

表1 三年/次检测结果对比

图4 4#主变高压套管A、B、C 相

图5 4#主变可见光照片

2.5 建议

1）发现该缺陷后，检测单位立即通知班组人员，并建议该部电气车间安排做好日常重点监测，随时掌握温升变化，严格控制运行方式变化，控制负荷分配，避免故障部位加剧恶化。

2）由于故障部位的特殊性，建议尽快安排4#变压器停电，并联系变压器厂家对变压器套管进行检查。

2.6 现场隐患排除反馈

根据检测单位列出的三年/次的检测结果和提出的处理建议，该部于检测当日即联系了变压器厂家。5月14日，该部安排4#主变停电检修。经打开套管后检查，厂家认为温升原因为销子接触不好，已对外壳放电，销子上已有黑色斑痕，如图6所示。变压器厂家处理完毕后，5月15日，应该部的要求，检测单位进行了该部位的复测，发热部位已恢复正常。

图6 变压器套管内的销子

2.7 闭环管理成效

根据常规一年一次的检测要求，检测单位对设备展开检测。检测人员在检测中发现了温升异常严重缺陷。4#主变在该部供电中属关键设备，检测单位立即向该部的电气车间管理人员汇报，并提出了加强监测的建议。设备用户依据建议，联系变压器厂家解决了现场问题，并向检测单位进行了反馈。检测单位进行复测，确认隐患排除，实现了闭环管理，保障了设备安全运行。

3 局部放电检测实例

3.1 委托原因

根据公司设备部的要求对公司内电气设备一年一次常规检测。

3.2 检测结果

检测设备：Ultra TEV Plus 局部放电检测仪；检测对象：35kV 备用系统322、323 PT。

1）323PT AB 本体北面幅值为19dB，放电明显，为严重缺陷，需加强关注，利用停电机会进行清扫或更换。

2）323PT BC 本体南面幅值为18dB，放电明显，为严重缺陷，需加强关注，利用停电机会进行清扫或更换。

3.3 现场数据采集

结果见表2（超声三次背景值为-8dB）。

表2

3.4 分析

幅值为6～15dB，则存在轻微放电；幅值为15～25dB，则放电明显；幅值为25dB 以上，则放电严重。根据现场检测时看到PT 表面的污浊程度和检测结果，说明323PT 放电已明显，需择机停电检查并处理。

3.5 建议

需择机停电检查、清扫并处理。

3.6 现场隐患排除反馈

图7 323PT AB 相及BC 相严重缺陷部位

根据检测单位提供的检测报告，5月份该部供管车间申请停电，对该PT 进行清扫，并刷防污闪涂料RTV 漆。5月23日，检测单位应该部要求进行复测，0 结果正常，未发现局部放电现象。

3.7 闭环管理成效

根据常规一年一次的检测要求，检测单位对设备展开检测。检测人员在检测中发现了局部放电严重缺陷。检测单位向该部提出了择机停电检查、清扫并处理的建议。设备用户依据建议，利用停电机会进行了清扫和刷漆，并向检测单位进行了反馈。检测单位进行复测，确认隐患排除，实现了闭环管理，保障了设备安全运行。

4 结论

以上三个案例分析证明了检测单位利用电力设备状态监测手段对检测结果分析的准确性。检测单位帮助设备用户及时排除了隐患，避免了事故，同时设备用户的积极处理和反馈也为检测单位积累了丰富的经验。因此电力设备状态监测的闭环管理是一个非常重要的过程管理，对电气设备长周期运行意义重大，希望引起设备管理部门和设备用户的高度重视。