I. Definiție și obiective de bază
Detectarea în timp reală a echipamentelor de alimentare se referă la inspecția-la fața locului a parametrilor de stare a echipamentului (cum ar fi descărcarea parțială, temperatura, compoziția gazului etc.) folosind instrumente portabile în timp ce echipamentul este în funcțiune. Aceasta implică măsurarea-în timp real a acestor parametri, precum și prelevarea și analiza probelor de petrol sau gaze. Obiectivul principal al acestui proces este:
1. Detectarea la timp a pericolelor potențiale: prin teste pe termen scurt și de înaltă-sensibilitate, captați semnale anormale în timpul funcționării echipamentului (cum ar fi descărcarea parțială, supraîncălzirea, deteriorarea izolației etc.) și identificați defecțiunile latente.
2. Prevenirea accidentelor: Evitați întreruperile de curent sau incidentele de siguranță cauzate de defecțiunile echipamentelor, asigurând capacitatea de alimentare continuă a rețelei electrice.
3. Optimizarea strategiilor de întreținere: oferiți suport de date pentru întreținerea bazată pe stare-, reduceți testele inutile de oprire-și îmbunătățiți eficiența întreținerii.
4. Avantaje economice: în comparație cu sistemele de monitorizare online, detectarea în timp real are caracteristicile unei investiții reduse și flexibilitate ridicată și este potrivită pentru promovarea-la scară largă.
II. Metode comune de detectare și principii tehnice
1. Tehnologia de detectare a descărcării parțiale
Metoda de ultra-înaltă frecvență (UHF): detectează semnalele undelor electromagnetice în banda de frecvență de 300-3000 MHz, cu o capacitate puternică anti-interferență, potrivită pentru locația de descărcare internă în GIS, transformatoare etc.
Metoda cu ultrasunete: Captează semnalele de unde acustice generate de descărcarea parțială prin senzori de unde de presiune, potrivite pentru diagnosticarea defectelor interne în echipamente precum transformatoare, dulapuri de comutație etc.
Metoda curentului de înaltă frecvență (HFCT): detectează semnalele de curent în banda de frecvență 3-30 MHz, utilizată în mod obișnuit pentru monitorizarea descărcării îmbinărilor cablurilor, paratrăsnetelor etc.
Metoda tensiunii de pământ tranzitorie (TEV): detectează tensiunile tranzitorii ale impulsurilor de pe suprafața dulapurilor de comutare pentru a localiza descărcarea internă.
2. Imagistica termică și detecție optică
Imagistica termică în infraroșu: identifică probleme precum slăbirea articulațiilor, suprasarcina, îmbătrânirea izolației prin distribuția anormală a temperaturii pe suprafețele echipamentelor, potrivite pentru linii de transmisie, dulapuri de distribuție etc.
Imagini ultraviolete: detectează lungimile de undă ultraviolete generate de descărcare, utilizate pentru detectarea defectelor de suprafață, cum ar fi rănirea firelor, contaminarea izolatorului.
3. Analiza chimică și a gazelor
Analiza gazelor dizolvate în ulei (DGA): detectează componentele de gaz precum H₂, CH₄, C₂H₂ în uleiul de transformator prin cromatografie, pentru a determina gradul de descompunere termică sau de descărcare a materialului izolator.
Detectarea gazului SF₆: analizează umiditatea, puritatea și produșii de descompunere (cum ar fi SO₂, H₂S) ai gazului SF₆ în echipamentele GIS, diagnosticând indirect descărcarea internă sau defectele de etanșare.
4. Vibrații și Detectare acustică
Analiza semnalului de vibrație: Monitorizează vibrațiile mecanice ale echipamentelor, cum ar fi transformatoare, reactoare prin senzori de accelerație, identificând componentele slăbite sau deformarea înfășurării.
Tehnologia de amprentă acustică: înregistrează semnalele acustice în timpul funcționării comutatoarelor de-sarcină ale transformatoarelor pentru a evalua condițiile mecanice.
5. Alte tehnologii specializate
Spectroscopie dielectrică în domeniul frecvenței (FDS): analizează caracteristicile de frecvență a pierderii dielectrice ale izolației cu hârtie de ulei-pentru a evalua umiditatea sau gradul de îmbătrânire.
Imagini cu raze X-: pătrunde pentru a detecta defecte structurale interne (cum ar fi uzura prin contact) în GIS și alte echipamente.
III. Scenarii tipice de aplicare și acoperirea echipamentelor
Tipul dispozitivului
Tehnologia de detectare aplicabilă
Țintă de detectare
Transformator
Analiză prin cromatografie în ulei, termografie în infraroșu, metoda curentului de-înaltă frecvență, detectarea vibrațiilor
Deformarea înfășurării, împământarea multiplă a miezului, descărcarea parțială, deteriorarea izolației de hârtie cu ulei-
Echipamente GIS
Metoda de ultra-frecvență înaltă, analiza gazului SF₆, metoda ultrasonică, imagistica cu raze X{-
Descărcări interne, scurgeri de gaz, contact slab al contactelor
Dulapul cu comutatoare
Metoda tensiunii tranzitorii, metoda ultrasonică, termografie în infraroșu
Descărcare internă, supraîncălzire a contactelor, blocaj mecanic
Cablu de transmisie a puterii
Metoda de-curenți de înaltă frecvență, test de descărcare parțială a undelor de oscilație, măsurarea temperaturii fibrei optice
Defecte de îmbinare, scurgere locală, îmbătrânire a izolației
Siguranțe
Termografie în infraroșu, detecție curent de scurgere
Deteriorarea plăcii supapei, absorbția umidității și defecțiunea etanșării
Izolator
Imagistica ultravioletă, termografie în infraroșu, metoda câmpului electric armonic
Murdarie la suprafata, fisuri si defecte de izolatie interioara
IV. Standarde industriale și cadre de reglementare Standard național
DL/T 2277-2021: Precizează cerințele tehnice generale pentru instrumentele de detectare a vieții, care acoperă condițiile de lucru, metodele de testare, marcarea și ambalarea etc.
GB/T 2900.50-2008: Definește termenii de inginerie electrică și oferă standarde de bază pentru tehnologiile de detectare.
2. Standarde de întreprindere grid
Seria Q/GDW 11304: Specificații tehnice pentru instrumentele de detectare în timp real, formulate de State Grid, împărțite în 21 de părți pentru a detalia cerințele pentru echipamente precum instrumentele de termografie în infraroșu și instrumentele cu descărcare parțială de-înaltă frecvență.
Southern Power Grid New Technology Catalog (2023): promovează noi tehnologii de detectare în direct, cum ar fi testarea digitală wireless a descărcătoarelor de oxid de zinc și testarea impedanței de contact GIS.
3. Orientări de aplicare și reguli de implementare
DL/T 664-2008 (Diagnoză în infraroșu), DL/T 345-2010 (Diagnoză ultravioletă): Furnizați ghiduri operaționale pentru metode specifice de detectare.
Documente locale, cum ar fi Lu Dengyun Jian [2015] Nu. 45: Formulați cicluri și procese de detectare în direct pe baza caracteristicilor regionale.
V. Cazuri tipice și analiza efectului
Locația de descărcare a echipamentelor GIS
Caz: Un semnal anormal a fost detectat în timpul inspecției cu ultrasunete a GIS al unei substații de 500 kV. Combinat cu metoda ultrasonică, a fost identificat ca descărcare suspendată în interiorul conductei de magistrală. După dezasamblare, s-a confirmat că capacul de ecranare era slăbit.
Efect: S-a evitat defectarea izolației cauzată de dezvoltarea continuă a descărcării, reducând pierderile economice directe de peste 10 milioane de yuani.
2. Cromatografia anormală a uleiului de transformator
Caz: Analiza gazelor dizolvate în ulei a arătat că concentrația de C₂H₂ a depășit standardul, indicând descărcarea arcului intern. Oprirea la timp pentru întreținere a arătat că contactorii comutatorului de reglaje au fost arse.
Efect: Prevenirea accidentelor de explozie a transformatorului și asigurarea stabilității rețelei electrice regionale.
3. Detectarea descărcării parțiale a cablului de rețea de distribuție
Caz: Testul de descărcare parțială a undelor de oscilație a detectat un defect la îmbinarea intermediară a unui cablu de 10 kV. Precizia de poziționare a ajuns la 0,5 metri. După înlocuire, cantitatea de descărcare parțială a fost redusă la intervalul de siguranță.
Efect: Timp redus de întrerupere a utilizatorului și indicatori îmbunătățiți de fiabilitate a sursei de alimentare.
VI. Provocări tehnice și tendințe de dezvoltare
1. Provocări curente
Ambiguitate prag: Unele metode de detectare (cum ar fi TEV) nu au un standard de judecată unificat și se bazează pe experiență.
Suprimarea interferențelor: Separarea semnalului în medii electromagnetice complexe este dificilă (cum ar fi impactul zgomotului de fundal al stației asupra detectării UHF).
Integrarea datelor: analiza integrării și diagnosticarea inteligentă a datelor de detectare cu mai multe-surse trebuie încă depășite.
2. Direcții viitoare
Actualizare inteligentă: combinați algoritmi AI pentru a obține clasificarea automată a defectelor și evaluarea riscurilor.
Detectare fără-contact: promovați noi tehnologii, cum ar fi spectroscopia de defecțiune indusă cu laser (LIBS) și imagistica Terahertz.
Integrarea Internetului lucrurilor: construiți o platformă cloud pentru datele de detectare, care acceptă diagnosticarea de la distanță și întreținerea predictivă.
