变电设备在线监测装置质量提升方案.docx

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变电设备在线监测装置质量提升方案

变电设备在线监测装置质量提升方案

为提升变电设备在线监测装置使用效果和运行可靠性，充分发挥监测装置的作用，保障主设备安全稳定运行，在总结分析近年在线监测装置应用情况并广泛征求各方意见的基础上制订本方案。

一、现状

截至2013年6月，国网28家省电力公司（含国网运行公司）共装用各类变电设备在线监测装置30422套。

包括油中溶解气体、避雷器绝缘在线监测、超高频GIS局放监测、红外测温等在线监测装置共15类。

目前，各类装置共发现设备缺陷2626次，缺陷发现率为0.061次/（台·年），装置故障率为0.124次/（台·年），装置有效报警率为7.7%。

运行中反映出如下问题：

1.部分装置误报率高。

例如GIS超声波局部放电在线监测2008年装用以来误报警共计503次，误报率在90%以上。

2.部分装置故障率高，寿命短，维护工作量大。

监测设备在投运1年~2年内，即发生故障，占总故障率的70%以上。

装置故障率最高达到0.237次/台·年。

3.部分装置实时性差。

例如目前大多数油色谱在线监测装置，由于其测试过程复杂，测试时间较长，导致对于突发故障无法进行有效预测。

4.软硬件质量问题突出。

传感器、装置配件、通讯、后台故障问题是监测设备发生故障的主要原因。

占总故障数的50%以上，产品软件控制和软件稳定性水平不高。

5.技术标准不完善。

部分在线监测装置没有技术规范、检验规范和现场交接验收规范，未能有效对在线监测装置安装的规范性和数据的有效性履行验收程序，导致在线监测装置投运后运行不稳定。

6.对在线监测数据的利用和分析不够。

数据大量上传后，缺乏对数据的分析处理手段，对于缺陷分析和故障预测依然靠经验，没有有效及时的自动分析功能，实用效果不佳。

二、提升目标

全面提升在线监测装置的有效性、可靠性，利用三年时间使状态监测装置数据误报率小于5%，漏报率小于1%，故障率小于0.05次/（台·年）、数据准确率达到95%以上，基本实现免维护。

三、总体思路

按照“甄别技术、严控入网、有序推进”的原则，全面提升在线监测装置的有效性、可靠性，切实做到实时监视设备状态，及时准确检出设备异常，避免重大设备事故发生。

1.甄别技术

开展在线监测技术有效性评估，科学界定在线监测和带电检测技术优劣，推广有效、可靠、经济、适用的成熟技术，禁止有效性差、业绩不良、安全风险大、运维成本高的不成熟技术。

鼓励有条件的厂商开展新技术、新原理的工程应用性研究。

对多样化的监测技术提供运行条件。

有效在线监测技术的基本判断原则是不影响主设备安全，监测实时性强、灵敏度高、能准确提前发现设备异常，装置运行可靠，故障率低，测量精度控制合理，不过度追求高精度。

经济性好，一次性购置价格低，基本免维护。

2.严控入网

修编相关技术标准和技术规范，提高装置的规范性和标准化，统一装置的测试接口，统一软件功能，统一通信规约，统一信息平台。

各厂家开发有利于统一管理、统一接入、可

互换的标准化监测装置。

修编相关检测规范，完善两级检测机构设置，加强质量检测，研究制定对装置主机和组件进行质量检测的方法和规范，提高装置质量；修编相关抽检、现场交接验收等规范，加强现场验收和长时运行考核，保证安装质量；建设应用示范站，完善采购、招标技术规范，发布合格供应商和产品名录，并形成长效的监督考核机制。

3.有序推进

在示范站建设应用的基础上，制定在线监测技术推广应用原则，充分考虑资金投入、使用效益、技术成熟度等因素制定中长期发展规划，引导在线监测技术稳步推进、不断升级，避免盲目投资、一哄而上。

四、各类设备在线监测装置提升重点

（一）变压器在线监测

1.油色谱在线监测装置

（1）提升多组分在线监测装置的实时性，降低维护工作量。

检测频率4小时1次，载气更换周期大于连续测量1000次（或6个月），色谱柱和装置标定周期大于1年，维护周期大于3年。

（2）提升装置运行稳定性，单台平均无故障时间应大于3年。

2.套管绝缘在线监测装置

（1）提升安全性，简化装置的接入方式，末屏引出方式不应有断线可能，尽量不使用连接线，装置应有外壳保护，装置本身不能造成断线。

（2）提升介质损耗和泄漏电流检测法有效性，要有绝对值和相对值分析比较结合进行的功能，开展介质损耗和泄漏电流检测法有效性试验评估。

（3）提升测试数据的稳定性，提高温度、湿度耐受能力和抗电磁干扰的能力。

3.铁芯和中性点接地电流在线监测装置

（1）提升铁芯接地电流检测的准确度，测量误差为±（标准示值×5%+1mA）；采样周期小于5分钟。

（2）提升中性点直流电流检测水平，测量范围0~100A，测量精度小于2%。

4.局部放电在线监测装置

（1）提升安全性，在线监测装置的接入不应对主设备的安全性造成影响。

对于已安装的外置式传感器（一般安装在放油阀），应防止主设备渗漏油等缺陷。

（2）提升变压器局部放电监测的灵敏度，超高频和超声波局部放电监测探头灵敏度均应小于50pC。

（3）提升装置抗干扰能力。

（二）断路器及GIS局部放电在线监测

（1）提升装置安全性。

超高频局部放电在线监测装置的外置式传感器安装不应改变主设备的屏蔽结构，内置式的安装不应改变设备内部场强。

（2）提升GIS局部放电在线监测装置的检测灵敏度，超高频和超声波局部放电监测探头灵敏度均应小于5pC。

（3）提高超高频局部放电在线监测装置的抗干扰能力，提高对特征信号的提取和处理能力，能够在变电站强电磁环境下工作。

（三）互感器在线监测

（1）提升装置安全性，装置须设置断线保护及断线报警。

装置本身不应有造成末屏断线的可能，尽量不使用连接线（若必须使用连接线，不得长于50cm），装置应有外壳屏蔽保护。

（2）提升介质损耗和泄漏电流检测法有效性，要有绝对值和相对值比较分析的功能。

开展介质损耗和泄漏电流检测法有效性试验评估。

（3）提升测试数据的稳定性，提高抗环境、温度、适度、电磁干扰的能力。

（四）金属氧化物避雷器在线监测

（1）金属氧化物避雷器应安装全电流和阻性电流在线监测装置，利用比较补偿法及谐波分析法进行监测统计数据分析，提高对监测结果的分析判断能力。

（2）提升全电流法监测的准确性和有效性，考虑环境影响下，在测量范围为100μA-10mA时，全电流有效值测量误差≤±（标准读数×5%+5μA）。

（3）提高阻性电流法抗环境、温度、湿度、电磁干扰的能力，减少环境和接线对测量数据的影响。

在测量范围为10μA-1mA时，阻性电流基波测量误差≤±（标准读数×5%+5μA）。

（4）装置采样周期应小于5分钟/次。

五、变电设备在线监测装置下一步发展方向

（一）变压器在线监测

变压器在线监测以油中溶解气体为主要监测手段，结合铁心接地电流监测进行故障预警。

变压器超高频、超声波等局部放电监测主要用于带病设备短期监测，重点发展带电检测。

研究有效的套管绝缘监测装置。

1.油色谱在线监测装置

（1）研究简便灵敏油色谱在线监测装置和移动式多组份油色谱带电检测装置相结合的方式。

简便灵敏油色谱在线监测装置应具有实时性强、价格低、免维护等特点，用于监测设备突发异常，实现及时预警。

运维班组配置移动式多组份带电油色谱检测装置，统一连接接口，具备在线监测功能，在简便灵敏在线监测装置发现异常时进行数据持续跟踪和故障诊断。

（2）稳步推广光声光谱等新监测技术。

鼓励有条件的厂商积极研究新原理、新技术的在线监测装置，提供试运行条件。

2.套管绝缘在线监测装置

（1）研究开发三相电压不平衡法和直接测量电容法，提高故障检测的有效性。

（2）研究对不同型式套管采用不同原理的监测装置。

对油浸式套管可采用介质损耗和泄漏电流法、三相电压不平衡法和直接测量电容法；对于干式和油气混合型套管可采用三相电压不平衡法和直接测量电容法。

3.局部放电在线监测装置

（1）考虑在新变压器和大修变压器中预装内置式传感器。

（2）超声波法宜采用带电检测方式，为缺陷及故障进行定位。

（二）断路器及GIS在线监测

断路器及GIS在线监测主要手段为局部放电在线监测，超高频局部放电监测主要用于故障预警。

超声波局部放电监测主要用于故障定位。

鼓励有条件的厂商开展新技术、新原理装置的工程应用研究。

1.断路器及GIS超高频和超声波局部放电在线监测装

置

（1）研究预置探头和移动带电检测相结合的方式。

对于新投运设备预埋超高频局部放电在线监测内置式传感器，对于在运设备加装外置式传感器，统一天线性能，统一接口方式。

设备评价中心配备移动式带电检测仪器，定期进行带电测试和分析，具备在线监测功能，发现异常时进行数据持续跟踪和故障诊断。

（2）超声波局部放电主要用于异常发现后的定位，应推广带电检测方式，以降低成本，提高效率。

（3）断路器局部放电在线监测装置继续加大研究力度。

2.GIS及断路器SF6微水和压力在线监测装置

（1）SF6压力监测及远传通过智能机器人巡检实现。

除特殊要求和机器人无法进入的地方外，原则上不再装用SF6压力在线监测装置。

（2）SF6微水在线监测装置由于其安装位置必须经过管道，导致其测量的微水值不能准确反映GIS罐体内的实际值，

测量误差大，暂停装用。

（3）如果特殊需要进行SF6压力在线监测，需保证主设备的安全性，不能改变密度继电器的连接结构，增加SF6压力在线监测装置与主设备的隔离措施。

检测周期应小于2小时，实现可靠连续实时监测。

3.断路器机械性能在线监测装置

目前，断路器机械性能在线监测装置的技术尚不成熟，暂停装用。

后续应加大研究力度，尽快建立判断标准，提升装置实用性。

（三）互感器在线监测

互感器在线监测应依据互感器的结构特点配备不同在线监测装置，在线监测装置应具有可使用移动检测设备进行带电接入进行测量的功能，对在线和带电测量数据进行比较。

CVT应充分利用其电压值，根据单相电压的历史变化趋势和三相电压的不平衡情况进行评价；正立式CT可装用介质损耗和泄露电流在线监测装置；对于倒立式CT，因其结构导致电容量和介损测量值无法反应设备真实状态，暂停装用介质损耗在线监测装置。

（四）红外测温在线监测装置

红外在线监测装置不可移动，监测有死角。

智能机器人具有强大的红外检测和数据传输功能，且正在向小型化、工具化、集中使用发展。

一台机器人覆盖5-10座变电站。

两者相比，红外在线监测装置性价比不高。

变电站应优先发展智能机器人红外巡检。

在重点设备和室内及机器人无法到达的地方采用在线监测作为补充。

六、提升工作安排

（一）变电设备在线监测技术有效性评估（已完成）

组织开展变电设备在线监测技术的成熟度和有效性评估工作，依据评估结果，针对性提出油中溶解气体、套管绝缘、变压器铁芯接地电流、变压器局部放电、断路器和GIS的SF6微水和压力、断路器机械性能、SF6罐式断路器局部放电、GIS超高频局部放电、GIS超声波局部放电、金属氧化物避雷器、互感器、红外测温等12类变电设备在线监测装置应用分析及提升意见，并已于2013年12月完成征求意见和修改工作。

（二）建设变电设备在线监测技术应用示范站（2014年5月至2014年10月）

按照第四章提出的提升重点和第五章给出的未来发展方向，开展变电设备在线监测技术应用示范站建设工作。

示范站建设采用厂家自愿报名、免费装用的形式；鼓励制造商优先对示范站中已有的在线监测装置进行改造后试用；对于无法改造或拟投入新装置进行试用的制造商，由制造商提供在线监测装置并完成装用工作；制造商提出不少于3套在线监测装置进行安装的意向，并与各应用单位进行沟通和确认后，在4月30日前由制造商向国网运检部提交示范站在线监测装置装用申请表，待审核通过后完成现场改造或安装、投入运行并进入为期6个月的考核试用期，省公司按月提交示范站在线监测装置运行情况总结表。

示范应用完成后，按变电设备在线监测装置质量考核标准对在线监测装置运行情况进行全面评估，做到“成熟一个，验收通过一个”。

（三）完善变电在线监测装置技术标准（2014年12月前）

建立完善各类在线监测设备的技术标准体系。

建立每类在线监测装置的技术规范、检测规范和现场安装和验收规范，对每个阶段工作提供标准依据，保障装置硬件、软件提升质量。

（四）建立入网检测和评价体系（2014年12月前）

建立中国电科院和省级电科院为主体的两级变电设备在线监测装置检测体系。

中国电科院负责对装置的型式试验检测，各省电科院负责现场交接验收和定期校验，保证装置的运行可靠。

2014年12月底前，中国电科院完成变电设备在线监测装置型式试验能力建设；各省电科院完成在线监测装置现场交接验收和定检试验能力建设。

（五）规范运维管理（2014年3月-12月）

结合示范站建设，加强运维人员的技能培训，建立运维人员、电科院、制造商相结合的运维体系。

将已安装的在线监测装置统一纳入运行设备管理，完善运维管理标准，建立定期巡检和缺陷处理制度，及时发现运行中存在的异常并消除缺陷；建立定期检修试验制度，定期进行维护、试验和评价，保障装置可靠运行。

建立应用评价制度，各省电科院每月对监测数据进行分析，对监测设备应用情况进行评价，提交本单位月度分析报告；中国电科院对各省报告进行分析汇总，形成公司系统月度分析报告，并提出使用和维护建议。

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