电气一次设备在线安全评价及故障预测研究

陈 莉，韦 刚，胡欣然

（国网安徽省电力公司淮南市潘集区供电公司，安徽 淮南 232001）

电气一次设备在线安全评价及故障预测研究

陈 莉，韦 刚，胡欣然

（国网安徽省电力公司淮南市潘集区供电公司，安徽 淮南 232001）

电气一次设备是电力系统核心组成部分，关乎电力系统运行安全性与可靠性。若电气一次设备发生故障问题将造成非计划性停电，给人们日常生活和社会生产带来不便，制约经济发展建设。因此，电力企业非常有必要采取有效的电气设备安全评价与故障预测措施。但传统技术条件下故障预测准确性差，安全评价效率低，已不能满足日益复杂的电力系统结构。而在线检测技术则为设备安全评价及故障预测提供了技术支持，构建了一种现代化、信息化故障预测与安全评价模式，在降低故障预测难度的同时更能提高预测有效性。本文将针对电气一次设备在线安全评价及故障预测展开研究和分析。

电气设备；一次设备；安全评价；故障预测

0 引言

人类社会已对电能产生依赖性，现代社会活动的各个领域都对电能进行了不同程度的应用，不论日常生活，还是企业生产办公都离不开电力支持，保障供电稳定性与可靠性至关重要。近些年来，随着经济的快速发展，城市化和工业化进程发展速度加快，整个社会用电需求快速增长，使得供电难度随之提高。电气一次设备运行环境复杂，长期运行中出现故障问题在所难免。为降低电气一次设备故障率，确保电力系统运行安全行和可靠性，做好电气一次设备安全评估与故障预测至关重要。而在线检测技术的应用，则能大幅度提升安全评估与故障预测水平，提高预测可靠性，以便于及时消除故障隐患。

1 电气一次设备故障类型

电气一次设备是电力系统不可缺少的重要组成部分，直接参与电能生产和使用，其运行状态对电力系统运行状态有直接影响，很大程度上决定着电厂安全性，主要包括：断路器、变压器、隔离开关等等［1］。近些年来，随着经济的快速发展，社会用电量加大，电力供求矛盾日益突出，供电难度随之提高，大量感性负荷和非线性电气设备接入电网，电气一次设备故障率呈上升趋势。例如：超负荷、绝缘老化受潮、错误操作、触头不牢固等原因都可能诱发电气一次设备故障问题。从电气一次设备故障类型来看，可分为：内部故障与外部故障两大类。如变压器过热、运行声音异常、绕组变形、引线脱落、绝缘老化、触头接触不良、回路控制故障、断路器误动或拒动等。根据相关研究数据显示，绝缘故障率占总故障率的百分之四十左右，断路器故障率占百分之二十左右。这些设备故障问题的发生，轻则增加供电能耗，重则直接导致电力系统瘫痪，造成电气一次设备损坏。因此，非常有必要采取有效电气一次设备安全评价与故障预测措施，对电气一次设备运行进行监测，预知设备故障隐患，将故障消灭在萌芽阶段，以降低设备故障率，使电气一次设备处于健康、稳定运行状态，确保电力系统运行安全［2］。但传统技术条件下，预测有效性差，一些故障隐患不能被及时发现。因此，为提高设备故障预测与安全评估有效性和实效性，应加强对在线检测技术的应用，以提高故障预测与安全评估水平。

2 电气一次设备在线安全评价及故障预测技术

电气一次设备在线安全评价及故障预测，应用信息技术、传感技术、自动化技术，能有效降低设备检测成本和难度，节约人力物力投入，提高检测有效性［3］。监测中能对电压、电流、频率、运行状态进行高效检测，一旦发现设备便会发出警报，并将故障信息反馈给系统，为故障维护提供支持，能有效提高设备维护与维修效率，缩短维护时间。下面通过几点来分析电气一次设备在线安全评价及故障预测技术：

2.1 GPS监测技术

GPS监测技术是新型设备状态安全监测技术，能实现自动化故障检测，而且检测信息具有可视化特点，可成图、可打印，直观性强，能为故障维修提供依据。GPS监测技术中包含：SCΑDΑ系统与监视控制系统，应用范围非常广泛。GPS监测技术具体应用中，是通过记录电磁暂态分析故障，实现对电气一次设备运行状态安全进行监测。该技术产生的检测数据可靠性和有效性好，不存在其他故障录波仪器使用中的数据冗余问题。GPS监测技术与通信技术有机结合便能实现在线安全状态检测与评估，监测数据同步传输。并且这些数据能成为故障分析与归纳参考资料。GPS监测技术同步方式是：通过钳形传感器触发外同步，从电气设备接地线上获取同步信号。若外同步无法触发则以50Hz固定频率触发内同步。分析方式通过特征值分析模型进行故障分析，并监测特高频信号，通过图谱变化便可识别故障点，故障识别率高，速度快。

2.2 红外检测技术

红外检测技术是目前较为常用在线故障预测技术，已经非常成熟，不仅检测效果好，有效性强，而且不论是内部故障，还是外部故障都能适用，属于非接触检测，安全性好。电气一次设备工作状态与热有密切关系，一旦发生故障，例如：短路、接触不良等故障，都会导致设备发热温度升高。通过红外检测技术便能检测出设备细微温度变化，可在毫米大小目标上检测温度分布确定故障情况，进行故障预测，所以非常适合于发热类故障判断，可检测各部位接头、冷却装置控制元件运行温度，对监测变压器潜伏性故障有很大帮助，如：诊断箱体涡流、油路系统、变压器内部等故障。传统技术条件下，由于变压器内部结构复杂，内部故障检测难度大，若故障点位置较深处于油内，便更难发现故障。而红外检测技术能对变压器热分布进行检测，设备热分布异常，往往就是故障前兆。

3 结束语

电气一次设备对电力系统的重要性毋庸置疑，一旦发生故障问题必然影响电力系统运行的稳定性、可靠性、安全性，使电力企业遭受经济损失，导致设备烧毁。因此，非常有必要进行有效安全评估与故障预测措施。但传统技术手段局限性大，检测效果并不理想，难以获得预期检测效果。因此，应加强对在线安全评价与故障预测技术的应用。

［1］李绍峰.浅谈变电一次主要设备的故障预测及检测方式与技术［D］.中南大学，2013（20）∶265-266.

［2］刘糁亮.电力企业变电一次设备检修运行中的问题及对策分析［D］.华北电力大学，2013（19）∶140.

［3］李商烟.火电机组设备安全调试运行及危险点预测预控故障分析技术研究［D］.华北电力大学，2014（04）∶203-204.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.19.157