第一章概論Overview1ppt課件變壓器GIS···電力電纜發電機電容性設備電氣設備界定2ppt課件課程涉及的領域高電壓工程電子測試技術電磁兼容人工智能可靠性工程傳感技術3ppt課件1.《電氣絕緣在線檢測技術》，嚴璋編

北京，中國電力出版社，1995.11

2.《電絕緣診斷技術》，朱德恒、談克雄主編

北京，中國電力出版社，1999.04

3.《電工高新技術叢書》第五分冊

(電氣設備狀態監測與故障診斷技術)

朱德恒、談克雄編

北京，機械工業出版社，2000.03主要參考書目4ppt課件本章內容電氣設備的絕緣故障及其危害性在線監測與狀態維修的必要性及意義在線監測技術的國內外發展概況及趨勢在線監測系統的技術要求5ppt課件§1.1電氣設備的絕緣故障及其危害性全球截止到2030年仍將有1/5的人口，根本的不到電力供應。美國在未來20年中需要建設1300個發電廠（平均每年65個）才能保證充足的發電能力。否則，加州停電問題就肯定會在全國范圍內出現。能源短缺將對美國所有的地區造成影響。發展中國家和不發達國家嚴重的能源短缺和電力工業的落后狀態，已成為影響其經濟發展的瓶頸。世界電力之現狀6ppt課件中國電力之現狀到2010年底:發電裝機容量9.62億千瓦發電量完成41413億千瓦時直流超高壓線路7085公里，輸送能力1856萬千瓦中國超高壓交直流輸電工程的設計建設、運行管理和設備制造水平已處于國際領先地位7ppt課件電力系統的構成電廠輸電網配電網用戶8ppt課件瞬間平衡的電力系統

電力系統是世界上最大的“瞬間動態平衡系統”。發電和用電是同時發生的，基本沒有存儲環節。電力系統的所有問題都是圍繞這個特點展開的。9ppt課件電力系統的穩定性問題電廠電力網用戶系統瞬間改變

發電、輸電和用電過程構成了不可分割的整體，任何環節發生故障都有可能引起鏈式反應，導致整個系統的崩潰。

10ppt課件歷史上的大停電事故1965年由于保護繼電器動作失靈導致的美國紐約大停電，造成近30億美元經濟損失，50多萬人被困在地下和地鐵的車廂里。1989年3月6日太陽出現過一次強度達的X15級耀斑，伴隨產生的太陽風暴導致加拿大電力輸送中斷，600萬人斷電9小時之久，經濟損失達10億美元。11ppt課件停電原因(%)12ppt課件電氣設備典型災難性事故舉例可見提高設備的運行可靠性是保證電力系統安全運行的關鍵。現代電力設備的可靠性在很大程度上取決于其絕緣的可靠性。13ppt課件保證設備安全的基本途徑

制造100%可靠的設備

建立完善的維修計劃雖然設備的質量和可靠性主要取決于設計和制造階段，但為了保證設備的正常運行，在很大程度上也需要借助于投運后的維護工作，即在運行過程中通過對設備進行必要的巡視檢查、監測和試驗，建立完善的維修計劃，以減少事故的發生，提高運行可靠性。制造這樣的大型電力設備，在技術上是極其復雜的，尤其是對于電壓等級較高的設備，多數情況下這樣的設計在經濟上也是不合理的。

14ppt課件0102030405060（年）事故率%無在線監測有在線監測運行早期穩定期運行晚期更換可接受的事故速率無在線監測有在線監測§1.2在線監測與狀態維修的必要性及意義15ppt課件電力系統維修方式的演變過程1.

事后修理BM（BreakdownMaintenance）或故障維修；2.定期檢修TBM（TimeBasedMaintenance）或預防性維修PM（PreventiveMaintenance）；3.狀態維修CBM（ConditionBasedMaintenance）或預知性維修（PredictiveMaintenance）。16ppt課件事后維修體制

早期技術及管理水平都很低，即使再重要的設備也只能壞了再修。以致工作毫無計劃性，供電可靠性很低。簡單方便，對消耗性產品是有效的。隨著電力系統的不斷擴大，設備故障所造成的停電損失也越來越大，事后維修無法滿足系統對運行穩定性的需求。17ppt課件現行維修體制—定期維修

預防性試驗是電力設備運行和維護工作中的一個重要環節，是保證電力系統安全運行的有效手段之一。在我國已有40年的使用經驗。預防性試驗、大修和小修構成了定期維修制的基本內容。18ppt課件1.維修周期頻繁設備發電機變壓器電力電纜GIS小修周期（年）1111大修周期（年）35~10552.預防性試驗項目過多電力變壓器32項發電機25項互感器11項

GIS達20項定期維修制的種種弊端19ppt課件大修一臺30萬kVA的發電機需要大約3個月的時間，耗費資金近百萬元。大修一臺12萬kVA的變壓器需投入300多個工作人日，資金10萬元。大修一臺220kV開關需投入100多個工作人日，資金2萬元。長時間停電檢修，將造成大量的電量損失。300MW機組停運一天，少發電720萬度，直接損失150萬元。3.經濟性差4.增大不安全因素易發生人身和設備安全事故。

發生在檢修、試驗人員身上的傷亡事故占全部供電傷亡事故的77.8%。停送電過程易造成誤操作。20ppt課件大連局的預試統計1983~1991年，共檢測111萬片線路絕緣子，測出零值414片，且同一串無2片零值的。

——要否每1~3年普測？1982~1998年，繼保及自動化裝置不正確動作率：10kV及220kV電壓級分別為0.02%及6.2%。

——要否每年同樣要整定？21ppt課件5.過度維修對110臺高壓變壓器進行的162臺次定期吊檢大修結果進行統計。共發現缺陷24項，其中一般性缺陷23項，危及安全運行的僅1項。對110kV及以上油開關大修統計表明，95%以上未發現部件損壞。定期檢修雖有成效，但過于保守。實踐證明，頻繁檢修非但不能改善設備性能，反而常常會引入新的故障因素。

6.維修不足

由于采用周期性定期檢查，很難預防由于隨機因素引起的偶發事故。設備仍可能在試驗間隔期間內由于微小缺陷的持續發展導致發生故障。

22ppt課件

預防性試驗是在停電情況下，進行的非破壞性試驗，試驗電壓一般不超過10kV。而大部分變電設備工作電壓為110~500kV。很難正確反映高壓電氣設備在運行中存在的缺陷。7.預防性試驗條件與實際運行工況不同

設備的現代化對設備的維修體制提出了變革的要求，設備運行的高可靠性和維修方式的經濟性已成為電力系統降低運行成本的關鍵。23ppt課件發展中的維修體制—狀態維修狀態維修方式的基本思想“治于未病”24ppt課件

狀態維修即根據具體設備的實際情況來確定檢修周期和檢修內容的維修體制。通過對設備運行情況的實時監測，隨時查明設備可能“存在著什么樣的隱患，什么時候會發生故障”，預先得知將要發生事故的部位和時間，設備管理人員因此可以從容地安排停電計劃和組織維修人力，采購必須的備件，以便在短時間內完成高質量的維修工作。實現“無病不修、有病才修、修必修好”的目的。

狀態維修的必要性25ppt課件

雖然設備內部缺陷的出現和發展具有很強隨機性，但大多都具有一個的較為緩慢的發展過程，在這期間，會產生各種前期征兆，表現為其電氣、物理、化學等特性發生漸進的量變。根據這些特征量值的大小及變化趨勢，即可對設備的可靠性隨時做出判斷，從而發現早期潛伏性故障。

狀態維修的技術可行性26ppt課件設備狀態在線監測故障診斷維修決策狀態維修的基礎27ppt課件電力設備維修方式分類原則后果輕微？狀態維修定期維修事故維修NNYNYYYN漸變？數據分散？數據可測？故障模式特征多種維修方式并非對立28ppt課件合理維修以延長壽命29ppt課件狀態維修與監測是一個銅板的兩面

維修方式決定了所要采用的監測技術；監測與診斷的結果將指導維修策略的建立。30ppt課件運行現場的兩種檢測方法帶電測量(On-sitedetection)：對在運行電壓下的設備，采用專用儀器，由人員參與進行的測量。在線監測(On-linemonitoring)：在不影響設備運行的條件下，對設備狀況連續或定時進行的監測，通常是自動進行的。

§1.3在線監測技術的國內外發展概況及趨勢31ppt課件設備狀態維修管理流程

32ppt課件EPRIPDMProgram的年收益EquipmentLifeEnhancementsOperationEnhancement1%-2%HRAvailabilityImprovements30%-50%MaintenanceSavings5%-15%$1.5to4.0百萬/年33ppt課件美國優化維修收益34ppt課件HECO性能提高程度已節省$4.5M用于提高系統可靠性降低非計劃維修約50%，更有利于合理利用資源以提高維修效率及系統穩定性35ppt課件Technologies/Benefits–USUtilities36ppt課件EPRISPDMProgramImplementationProject-ResultingUTILITYBENEFITS37ppt課件SchematicofTransformerConditionAssessmentandConditionBasedLoadingAnalysisDatacollectionandanalysisOnsitetestingandsurveyConditionassessmentDeterminationofloadinglimitsAnalysisonloadingapplicableconditionRatingcalculationRiskoffailureanalysisLossoflifeestimationPTLOADXVisor38ppt課件SSPG的狀態監測成果（一）39ppt課件SSPG的狀態監測成果（二）40ppt課件狀態監測的優點避免事故———提升電網表現去除沖擊———延長設備壽命提供數據———支持狀態檢修41ppt課件新加坡新能源電網的對策42ppt課件電網資產管理面對的挑戰高服務質量———零事故低服務價格———降低維修成本43ppt課件新能源運行管理策略44ppt課件狀態監測質保策略45ppt課件狀態監測與資產管理流程46ppt課件新能源例行狀態監測項目47ppt課件數字化變電站Sincetheelectronictransformerappliedin2004,andthefirstdigitalsubstationwasbuiltin2005,lotsofdigitalsubstationsarebuilding.NetworkinprocesslevelandsmartswitchgearwithsmartterminalandPASSinelectronictransformerhavebeenputintopractice.Thedigitalsubstationwillbeusedwidelyinthefuture.自2004年電子式互感器進入工程化應用，2005年數字化變電站投入電網運行以來，陸續已有五十多座數字化變電站投入運行.網絡化的過程層設備，智能開關，配置電子式互感器的PASS、GIS等也已在電網中批量應用。在不久的將來，數字化變電站將在電網中普及應用。48ppt課件Thefirstdigitalsubstationin220kVofChina.

中國第一座220kV數字化變電站49ppt課件ApplicationofDigitalSubstationNow/

現階段的數字化變電站50ppt課件國內智能變電站情況51ppt課件變壓器的智能化變壓器狀態監測參量52ppt課件變壓器的智能化變壓器智能組件應用情況53ppt課件54ppt課件組合電器/斷路器的智能化組合電器/斷路器狀態監測參量55ppt課件組合電器/斷路器的智能化組合電器/斷路器智能組件應用情況56ppt課件57ppt課件避雷器的智能化避雷器狀態監測參量58ppt課件電子式互感器電子式互感器應用情況59ppt課件信息一體化信息一體化應用范圍60ppt課件其他基礎配置/功能網絡報文記錄分析系統通信與信息安全防護系統一體化電源系統……61ppt課件高級應用——技術先進性順序控制源端維護設備狀態可視化站內狀態估計站域控制智能告警無功優化控制62ppt課件高級應用——技術先進性繼電保護信息綜合監視及分析變電站輔助系統綜合運行與監視其他設備及環境智能化監控63ppt課件64ppt課件65ppt課件白銀超導變電站白銀超導變電站集成了我國在超導電力技術近十年來最新、最先進的研究開發成果，是國內領先、國際一流的一系列技術成果的結晶，應用了包括：超導儲能系統、超導限流器、超導變壓器、超導電纜等多種高溫超導電力裝置。超導變電站采用串、并聯相結合的系統結構。超導儲能系統以并聯方式接入；超導限流器、超導變壓器、超導電纜依次串接，并與電網實際負荷相連接。66ppt課件67ppt課件現場交流情況智能組件柜集成能力不足：220kV及以下電壓等級采用保護測控一體化裝置并就地安裝時，智能終端、合并單元、在線監測IED及保護測控裝置均安裝于就地智能組件柜中，設備廠家的集成能力有待提高。68ppt課件現場交流情況智能組件柜運行情況不穩定。智能組件投運后，多次出現組件發送數據錯誤、信息品質異常等問題。就地安裝仍需運行檢驗。需要進一步檢驗高低溫、潮濕、振動、電磁干擾等運行工況。69ppt課件已裝在線設備收效不明顯的原因缺乏全局性的長遠規劃有些檢測設備質量不高不善于選用、檢驗各類檢測設備認識上的片面性、局限性相應的規章制度未跟上對監測設備的選擇、運行、維護等缺乏責任制70ppt課件現場交流情況狀態監測系統

傳感器故障率較高。因電源故障等原因傳感器多次停止工作；監測系統部分數據與實測數據差距較大。71ppt課件現場交流情況狀態監測系統各設備供應廠家在聯調及測試階段，存在模型不統一、配置工具不統一等問題，影響了現場調試進程。因此需要繼續補充完善IEC61850標準的工程應用規范，并實現配置工具的標準化設計。72ppt課件現場交流情況狀態監測系統不同廠家設備之間的通信存在障礙。監測裝置與監測系統平臺通信存在問題，導致監測系統平臺無法讀取監測裝置的數據信息。部分斷路器三相智能匯控柜中的監測IED通信模塊出現故障，導致無法與監測網絡連接，后臺顯示該相斷路器監測裝置未連接。73ppt課件現場交流情況電子式互感器性能不穩定。光學互感器的光學特性和測量精度容易受溫度、振動和安裝的影響。有源式互感器的供能問題。現有的供電方式主要包括母線電流取能和激光供能。小電流測量時精度問題。電磁兼容問題。目前的設計和檢測標準過低。74ppt課件現場交流情況在一次設備智能化方面，我