有关高压电气设备故障分析
有关高压电气设备故障分析
摘要：本文通过对高压电气设备的概念、高压电气设备故障产生的原因以及高压电气设备在线监测与故障诊断系统进行分析。以保障用电设备的安全运行，减少事故造成的影响，尽可能防患于未然，消灭事故于萌芽状态。
关键词：高压电气;设备故障;原因;在线监测;故障诊断
Abstract: based on the concept of high voltage electrical equipment, high voltage electrical equipment fault the causes and high voltage electrical equipment on-line monitoring and fault diagnosis system for analysis. In order to ensure the safe operation of electric equipment, reduce the impact of accident, as far as possible to prevent, eliminate accidents in the bud.
Keywords: high voltage electrical; Equipment failure; Reason; Online monitoring; Fault diagnosis
1高压电气设备的概述
高压电气设备是电力安全生产、传输变换、控制调节的前提和保障。因为电力能源是一个具有严重危害性的能源,它无形无色,不能接触。但电力能源又是一个受人喜爱的能源,它洁净强劲,使用方便。为了让它服务于人类的社会生产与生活,人们用聪明的才智创造了各种各样的高压电气设备,使电力能源得到约束和控制。没有高压电气设备的存在,我们就没有办法掌控电力能源去运行工作;没有高压电气设备的保驾,我们就不能安心享受电力能源的方便服务。所以,高压电气设备是电力能源利用的前提和保障。电力能源的利用必须要满足人们在各种复杂情况下的安全掌控,高压电气设备就是为适应各种复杂情况下的安全掌控而被创造出来的,成为替代人们面对危害能源,变害为利的电气装置。然而,复杂情况的适应必然带来复杂的高压电气设备类别和结构型式。从事电力职业就必须将这些复杂的高压电气设备分门别类地熟悉掌握,才能正确地驾御使用。但是,在我们现行的电力职业教育的教材中,高压电气设备专业的分类内容却存在不合理、不规范的问题:第一,有的没有高压电气设备归类总领,只有设备分类的结构介绍,造成不完全概念。
2高压电气设备故障产生的原因和判断
电力系统包括的主要电力设备包括变压器、断路器、互感器、避雷器、并联电容器、绝缘子、接地装置、电动机、架空电力线路和电力电缆线路等。对于电力设备常见的故障而言，其异常故障形态有异常振动、疲劳、腐蚀、蠕变、磨损、脆性及塑性断裂、绝缘劣化等。异常振动故障形态在转动机械中高达1/3，静止设备腐蚀与裂纹比例也很大，两者约在一半，电力设备中，绝缘劣化的比例也超过了60%，要针对概率最大的故障形态设置监测装置加以诊断以有效提高故障诊断的可靠性。
电气设备高压故障的产生原因有很多，通常包括负载及电缆绝缘下降、击穿短路；严重超载热击穿短路；控制电源电压严重下降、元器件误动；控制回路电器老化损坏、性能下降、保护失准、误动作；控制纷路受潮、破损、老化击穿短路等。在出现各种突发事故状态时，控制回路应能够快速、准确地使断路器跳闸，切断电源，避免事故持续与扩大。现场维护监测人员应在自动跳闸后及时对事故部位和类型作出判断并作出维修的方案。应能根据信号灯及信号继电器标示确定是事故跳闸或误动作跳闸，根据各类继电器的动作标示判断引起跳闸的原因，拉开隔离开关等相关的开关，检查跳闸后设备是否受损，用电阻表检测开关、电缆的绝缘值，测试断路器触头接触电阻值，要检查断路器、回路元件动作是否失常，要根据检测结果判断故障性质类型和故障对设备的损害程度，并向用户通报事故情况，按规定职责修复或更换设备并消除故障。
3高压电气设备在线监测与故障诊断系统
电力设备的监测与诊断经历了不同的发展阶段。最简单的是针对个别设备、个别参数进行监测。进而发展到对多台设备、多种参数直至整个发电厂、变电站的电气部分进行监测与诊断，形成分布式的计算机辅助监测诊断系统。当前，建立地区性远程集成分布式监测与诊断系统已提上日程。最高一级的监测诊断系统（或称运行分析中心）设立在地区电业局或地区电力试验研究所内，通过公用通信网和各发电厂、变电站的监测诊断系统相联系，能对整个地区的重要发、变电设备进行监测与诊断，随时掌握其运动工况，为推行预知性维修决策提供依据。随着无人值守变电站的推广，建立远程集成分布式监测与诊断系统更日显迫切性。
离线监测较为简单,可使用通用侧试仪器,配置费用也较低,监测的要求及判据有统一标准,可操作性强。而在线监测可以给用电客户和企业避免不必要的经济损失。根据在线监测周期可将在线监测分为不定期或按要求作定期的间隔性测试和实时地或准实时地对设备在运行状态下进行测试和监视。
建立发电厂发电及输变电站电气设备地区性、集成、分布监测与诊断系统，可使地区电业主管部门对所属各发电厂主要电力设备的运行工况进行监测与诊断，及时发现故障早期隐患，避免突发性事故；还可使这些设备从定期维修过渡到状态维修，提高电力设备监督的技术水平，确保发电厂的安全经济运行，有巨大的经济效益和社会效益。
最新推出的MD3000系列变电站电气设备在线监测诊断系统正是应电力系统的需求而开发的集计算机技术、信息技术、在线监测与故障诊断技术及网络通讯完整系统。MD3000系列变电站电气设备在线监测诊断系统包括高压变压器在线监测子系统、高压断路器在线监测子系统、电容型设备在线监测子系统、避雷器再吓你监测子系统、高压电气设备绝缘在线监测子系统、故障诊断专家系统软件及通讯网络子系统等构成。系统结构框图如下所示：
变电站电气设备在线监测诊断系统结构框图
变电站电气设备在线监测诊断系统主要包括位于电业局地区电力试验研究所的MIS系统、数据融合与信息分析中心及位于现场的数据采集监测诊断子系统三部分构成，合法的浏览者可以在远离现场的办公室查看其区内各变电站的在线监测数据和诊断分析结果；对于被列为预警的设备可以远方进行会诊，判断是否必要进行维护。现场数据采集监测子系统采用分布式机构，通过高速的现场通信总线，将各监测终端连接到用于监测诊断的主PC机。系统功能采用分层次设计，监测终端只有完成原始信号的采集和预处理；住PC机完成数据集成和数据融合，从而获取设备的运行状况。其中高压变压器的在线监测子系统包括：变压器油中溶解气体在线分析系统（由MD3001A实现）、变压器有载分接开关在线净油机（由MD3002实现）、电容型套管的绝缘特性在线监测终端（由MD3004实现）、铁心绝缘特性在线监测终端（由MD3004实现）；其中断路器在线监测子系统包括：断路器SF6气体在线监测子系统（由MD3003A实现）、断路器电气信号在线监测终端（由MD3005实现）；电容型设备在线监测子系统、避雷器在线监测子系统及高压电气设备绝缘在线监测子系统都由MD3004实现。
4结语
目前,高压电气设备种类繁多,故障类型五花八门,先进的监测技术对于正确的了解和确定电气设备的故障类型以及对设备的维修都是十分重要的, 随着电力工业以及现代科技的迅速发展,我国的电网规模在飞速扩展,尤其是近些年来电力可靠性管理的重视程度与日俱增。然而对于高压电气设备维修管理来说,运用高可靠性的监测技术和方法,在我国还亟待深化和发展。
参考文献：
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