1、电力系统与设备,2020/2/10,2,典型电网结构,网架图与变电站,输变电设备-变压器,输变电设备-开关,输变电设备-互感器,输变电设备-避雷器,输变电设备-电抗器,输变电设备-电容器组与消弧线圈,输变电设备-支柱绝缘子,输变电设备-母线,输变电设备-架空输电线路,输变电设备-电缆线路,输变电设备状态检修,2010年5月25日,主 要 内 容,新规程概况 新规程的思路要点 新概念解析 新分析方法解析 设备状态信息及评估 周期及项目调整策略 主要设备标准简介 执行新规程的基本要求 总结, ,本规程与DL/T 596编制思路差异对照表, ,对DL/T 596重要试验项目分析标准改进列表, ,新增
2、设备和试验项目,SF6绝缘变压器 SF6绝缘电磁式电压互感器和电流互感器 聚四氟乙烯缠绕绝缘套管和电流互感器 串联补偿装置 线路避雷器 红外热像检测（所有设备） 变压器绕组频响分析 变压器直流偏磁测量 变压器套管不断引线试验技术 变压器绝缘油颗粒数检测 断路器、隔离开关、分接开关等有机械操作设备的例行检查 橡塑电缆主绝缘交流耐压试验 橡塑电缆介质损耗因数测量 现场污秽度评估 复合绝缘子和室温硫化硅橡胶涂层的状态评估 瓷质支柱绝缘子超声探伤, ,主 要 内 容,新规程概况 新规程的思路要点 新概念解析 新分析方法解析 设备状态信息及评估 周期及项目调整策略 主要设备标准简介 执行新规程的基本要求
3、 总结, ,新规程的思路要点,设备状态决定停电试验周期、项目 停电检修试验周期必须是双向调整的 巡检、运行、试验、检修等共同决定设备状态 考虑共性缺陷的警示作用 适度精简定期试验项目 增加新的诊断性试验项目 重新构建新的试验数据评价体系 强调可操作性, ,主 要 内 容,新规程概况 新规程的思路要点 新概念解析 新分析方法解析 设备状态信息及评估 周期及项目调整策略 主要设备标准简介 执行新规程的基本要求 总结, ,新概念解析,试验分类：例行试验、诊断性试验 初值：代表设备“原始”状态的试验值 注意值/警示值：缺陷的明确性 家族缺陷：设计、材质、工艺性缺陷 不良工况：可能影响设备状态的运行经历
4、 基准周期：适用于大部分设备状态的周期 轮试：试验与抽样控制, ,试验分类：例行试验、诊断性试验,例行试验 可发现常见缺陷或缺陷症兆 便于现场实施 兼顾传统和经验 诊断性试验 例行试验异常，需进一步明确缺陷性质、位置 有家族性缺陷，需进一步明确状态 经历严重不良工况，需进一步明确状态, ,初值：代表设备“原始”状态的试验值,初值：比较的基础 出厂试验值 交接试验值或首次预试值 大修后首次试验值 如何理解“原始”：选择正确的初值 受安装环境影响：交接或首次预试值，如套管电容量等 不受安装环境影响：出厂试验值，如Tr.绕组电阻 受大修影响：大修后首次试验值, ,注意值/警示值：缺陷的明确性,注意值
5、：可能存在或可能发展为缺陷 受环境、试验条件等影响大，试验数据分布范围大 仅凭试验值的大小无法确定设备的状态 对分析设备状态有参考价值 如绝缘电阻 警示值：设备已存在缺陷并有可能发展为故障 有警示值的状态量通常稳定、不受环境影响 正常设备不应超过警示值，如Tr.绕组直流偏差,C 或超过警示值就不能保证设备安全运行，如Oil耐压值, ,家族缺陷：设计、材质、工艺性缺陷,如何认定家族缺陷 同一类别的缺陷“异常”出现 缺陷分析认定属于“设计、材质、工艺”性缺陷 不一定是同厂、甚至不一定是同类设备 在评估设备状态中的应用 概率性的：需要诊断其他家族设备是否存在 必然性的：需要检修以消除事故缺陷隐患 新
6、设备、涉及主体或关键部件的，危险性高, ,不良工况：可能影响设备的运行经历,设备状态评估的重要信息之一 稳定运行情况下，设备所受影响不大 不良工况指： TR：侵入波、过负荷（过热）、过励磁、近区短路 开关设备：频繁操作/长时间不操作，开断短路电流 支柱瓷绝缘子：频繁操作、地震 不良工况可能会对设备造成损害, ,基准周期：适用于大部分设备状态的周期,规程中的基准周期 适用于大部分设备，但不考虑极端设备 为了便于管理，基准周期作了归一化处理 允许电力企业根据自身设备状态进行调整 自己的基准周期 设备状态比较整齐，一类设备一个基准周期 可以对不同厂、不同工龄设备制订不同的基准周期 基准周期的调整必须
7、建立在基础评价之上，需批准, ,轮试：试验与抽样控制,轮试：一周计划制订策略 基于抽样控制理论，避免长周期设备状态失控 实际上是家族缺陷的警示思想 本着有利执行的原则，尽量采用 轮试：如果发现问题 分析问题的性质，确定是否为家族缺陷 评估问题的发生率，是否明显高于正常预期 如果是，其它未到期设备应尽快安排试验, ,主 要 内 容,新规程概况 新规程的思路要点 新概念解析 新分析方法解析 设备状态信息及评估 周期及项目调整策略 主要设备标准简介 执行新规程的基本要求 总结, ,新分析方法解析 1,纵横比分析 适用于异受环境影响的项目，至少一组设备 是一种辅助分析的方法，属于“注意”性质, ,纵横
8、比分析应用实例,套管介损 %： A B C 上次试验值：a1=0.0029 b1=0.0021 c1=0.0032 当前试验值：a2=0.0049 b2=0.0034 c2=0.0029 被 分 析 量： A相当前试验值 计算方法： ?30% 计算结果： 30% 判断结论：A相当前试验值应引起“注意”, ,新分析方法解析2,显著性差异分析 基于数理统计分析理论 不论是否超过注意值要求，只要存在显著性差异，就要引起“注意” 是一种辅助分析的方法，属于“注意”性质, ,显著性差异分析,假设服从t分布，建议至少5台以上设备 计算状态量的平均值 及样本偏差S 选择2.5%的拒绝概率 存在显著性差异的判
9、断规则： 劣化表现为状态量值减少时（如绝缘电阻） 劣化表现为状态量值增加时（如介质损耗因数） 劣化表现为偏离初值时（如套管电容）, ,显著性差异应用实例,CT介损 %： A B C 第一组：a1=0.0029 b1=0.0021 c1=0.0032 第二组：a2=0.0049 b2=0.0034 c2=0.0029 被分析量： 第二组A相试验值 计算方法：a2 ? 计算结果：a2 =0.00490.0029+2.45 0.000495=0.0041 判断结论：第二组A相试验值应引起“注意”, ,主 要 内 容,新规程概况 新规程的思路要点 新概念解析 新分析方法解析 设备状态信息及评估 周期及
10、项目调整策略 主要设备标准简介 执行新规程的基本要求 总结, ,设备状态信息及评估,巡检及带电检测信息 运行信息：不良工况 停电试验信息：例行停电试验/诊断性试验 缺陷信息：自身缺陷/家族缺陷 状态良好的认定 状态不确定的认定, ,巡检与带电检测信息,巡检与带电检测内容： 外观完整性、高压电气连接 自备检测/监测仪表状态或数据 TR绝缘油试验及溶解气体分析 SF6气体密度、湿度、成分分析 评估 异常的性质（可控？可预见？） 异常的程度（警示？注意？）, ,不良工况P1,变压器不良工况 出口、近区短路：绕组变形 频响测量、短路阻抗、C 过负荷（过热）：绝缘老化 绝缘油糠醛含量测量，纸聚合度测试；
11、 结合温度记录的理论评估 过励磁：异常振动导致机械性缺陷 噪声、振动波谱等测试、空载损耗等 侵入波：局部绝缘击穿、局放 油中气体、局部放电、电压比等, ,不良工况P2,开关设备不良工况 开断短路电流：主触头烧损，即电气寿命 主回路电阻、红外热像检查、检修 频繁操作：机械磨损 例行检查和测试 长时间未操作：机械卡涩 保养性操作、时间特性测量（前三次分散性测量） 地震：瓷件损伤 超声探伤, ,试验数据的评价方法P1,首先要确定试验数据的性质，警示？注意？ 要充分理解试验数据的物理意义,特别是警示值 要掌握环境、测量仪表误差的影响程度 试验数据不仅要注意大小，还要注意趋势 还须注意与同类设备的差异：
12、显著性差异分析法 机械性参量还应看其分散性 开关机械特性，合成绝缘子机械特性等, ,试验数据的评价方法P2, ,试验数据的评价方法P3,量化评价原则 主要考虑量值大小和趋势 趋势不能简单地看增加/减少了百分之多少 量化评价算法（1）正劣化： 负劣化：, ,试验数据的评价方法P4,量化评价算法（1） 算例：周期3年，注意值0.006，新套管平均值0.001, ,试验数据的评价方法P5,量化评价算法（2）：偏差性劣化算例1：直流电阻 偏差为 0.5%，警示值2% 评价结果为75% 多个试验项目的综合评价（主体项目）算例1：m=3，项目1G1=78%，项目2G2=48%， 项目3G3=51%，T=5
13、8%, ,家族缺陷,家族设备缺陷率 总台数N，缺陷台数n 家族缺陷危险指数f 0%（危险极大）100%（危险很小） 评估算法：算例：f=15%，N=10，n=3，F=60%, ,状态良好的认定,巡检中未见可能危及设备安全运行的任何异常 带电检测（如有）显示设备状态良好 上次例行试验与前几次的相比无明显差异 没有任何可能危及设备安全运行的家族缺陷 上次例行试验以来，没有经例严重的不良工况 附录中评价80分以上的设备可作为参考, ,状态不确定的认定,巡检发现异常，此异常可能是重大质量隐患所致 带电检测（如有）显示设备状态不良 以往的例行试验有朝着注意值或警示值方向发展的明显趋势，或者接近注意值或警
14、示值 存在重大家族缺陷 经受了较为严重不良工况，不进行试验无法确定其是否对设备状态有实质性损害 附录中评价30分以下的设备可作为参考, ,设备状态信息及评估小结, ,主 要 内 容,新规程概况 新规程的思路要点 新概念解析 新分析方法解析 设备状态信息及评估 周期及项目调整策略 主要设备标准简介 执行新规程的基本要求 总结, ,周期及项目调整策略,周期的概念 巡检及带电检测周期的调整策略 停电试验基准周期的调整策略 停电试验执行周期的调整策略 停电试验项目的调整策略 停电试验计划的制订, ,周期的概念,周期仍然是必须的 获得状态的需要 部分部件寿命前维护的需要 周期不一定是时间概念 可能是电气
15、寿命、机械寿命, ,巡检及带电检测周期的调整策略,不建议延长巡检周期 下列情形下，应适度缩短巡检周期 日最高气温35以上或大负荷期间（红外） 新投运或对核心部件或主体进行解体性检修后重新投运的设备 下列情形下，增加一次巡检 大风、降雨（雪、冰雹）、沙尘暴之后 有感地震之后（电气连接、瓷件）, ,停电试验基准周期的调整策略,建议制定适合自己设备特点的基准周期 有评估依据，应在1年1.5倍规程基准周期之间 运行记录良好，既往预试重大缺陷检出率很低，可延长 运行记录稍差，既往预试有一定重大缺陷检出，应缩短 如设备状态整齐，可按电压等级分大类 如220kV 油浸式电力变压器 必要时进一步按制造商、工龄
16、等分出子类 如工龄10年内220kV 油浸式电力变压器 工龄10以上220kV 油浸式电力变压器, ,停电试验执行周期的调整策略P1,建议制定适合自己设备特点的基准周期 有评估依据，应在1年1.5倍规程基准周期之间 运行记录良好，既往预试重大缺陷检出率很低，可延长 运行记录稍差，既往预试有一定重大缺陷检出，应缩短 如设备状态整齐，可按电压等级分大类 如220kV 油浸式电力变压器 必要时进一步按制造商、工龄等分出子类 如工龄10年内220kV 油浸式电力变压器 工龄10以上220kV 油浸式电力变压器, ,停电试验执行周期的调整策略P2,符合“状态良好设备”之条件的，可延长1年 属于“状态不确
17、定设备”的，需提前进行试验 新设备+重大家族缺陷（评价低于60%），尽快 经历严重不良工况，尽快 巡检或带电检测异常，劣化趋势严重，尽快 试验数据显示设备状态不良（评价低于30%），提前, ,停电试验项目的调整策略,一般设备，只进行例行试验项目 下列设备需进行诊断性试验项目 经历了重大不良运行工况，设备状态可能受到影响 巡检、例行试验异常，无法确定异常的性质和程度 有重大家族缺陷 具有机械磨损/电气灼损的设备，长时间运行之后, ,停电试验计划的制订,平时做好预案，若有停电机会，根据时间长短： 巡检、带电检测、在线监测等发现异常的设备 有家族缺陷的设备 经受了不良工况的设备 恶劣天气下放电强烈的
18、设备 年度内需要进行例行试验的设备 正常试验计划 大部分设备，按基准周期，轮试（如适合）安排 少部分虽然未到期，但状态不好需要提前试验的设备 少部分停电试验计划的延迟 设备因故暂时不能、或不宜退出， 且符合延迟进行停电试验的条件, ,周期及项目调整策略小结, ,主 要 内 容,新规程概况 新规程的思路要点 新概念解析 新分析方法解析 设备状态信息及评估 周期及项目调整策略 主要设备标准简介 执行新规程的基本要求 总结, ,主要设备试验标准简介,油浸式电力变压器 高压套管 金属氧化物避雷器 高压断路器 电流互感器 电容式电压互感器 橡塑绝缘电缆 气体绝缘组合电器 变电站设备外绝缘及绝缘子, ,油
19、浸式电力变压器P1,例行试验项目周期进行了统一，基准周期为3年 诊断性项目增加了绕组变形分析、直流偏磁 大多数项目的评价标准做出了调整或纠正 绕组绝缘电阻 标准： 绝缘电阻无显著下降 吸收比1.3，或极化指数1.5 或绝缘电阻10000 M（注意值） 注意： 绝缘体温度，环境湿度等影响, ,油浸式电力变压器P2,绕组电阻 诊断：绕组及引线的电气接触不良，应力损伤等 标准： 扣除原始差异后，相间互差不大于2%（警示值） 扣除原始差异后，同相初值差不超过2%（警示值） 注意： 测量仪器的不确定度应不大于0.5% 在绕组电阻测量期间，铁心磁化的极性应保持不变 计算公式：, ,油浸式电力变压器P2,铁
20、心(有外引接地线)绝缘电阻 诊断：铁心对地绝缘劣化、多点接地 标准：100M（新：1000M），注意变化趋势 空载电流和空载损耗测量 诊断：铁心结构、绕组变形，匝间绝缘缺陷以及分接开关缺陷 标准： 单相变压器相间或三相变压器两边柱相差不应超过10% 同相别历次试验应无明显变化 注意： 注意剩磁影响，建议在测量绕组电阻前做，必要时去磁处理, ,油浸式电力变压器P3,短路阻抗测量 诊断：绕组变形缺陷 标准：相对变化超过3%时应引起注意 注意：试验电流5A至10A，波形良好 绕组电压比 诊断：绕组匝间短路等缺陷 标准：0.5%（额定分接位置），1.0%（其它）（警示值） 注意： 大型变压器低压绕组（
21、匝数可能不到200匝）要特别注意 测量仪表的不确定度应不大于0.1%, ,开关设备P1,例行试验项目周期进行了统一，基准周期为3年 部分项目的评价标准做出了调整或纠正 主回路电阻测量 诊断：主回路电气接触情况是否良好 标准：制造商规定值（注意值）= 满足制造商技术文件要求 注意： 100次分合操作与基准周期先到者 长时间未操作时，注意前三次操作分散性, ,开关设备P2,断路器断口间并联电容器电容量和介质损耗因数 诊断：并联电容器电容量绝缘缺陷 标准： 电容量初值差不超过5%（警示值） 介质损耗因数： 油浸纸0.005 膜纸复合0.0025（注意值） 注意： 电容量应符合制造商要求 与同类电容器
22、比，电容量应无显著性差异, ,开关设备P3,例行检查和测试 诊断：操动机构功能 标准： 增加了机械方面的检查和保养内容 增加了储能电机工作电压的要求 注意： 长时间未操作时，注意前三次操作时间特性的分散性, ,套管/油纸式电流互感器P1,电容量 诊断：绝缘屏击穿 标准：5% 注意： 比较对象应该现场试验值，不应是出厂值 电容量增加时格外注意，220kV 3%,500kV 1.5% 尽可能采用高精度测量技术 介质损耗因数 诊断：绝缘受潮、劣化 标准：500kV及以上0.006；油纸：0.007； 聚四氟乙烯：0.005 注意：环境湿度影响，高压介损测量，增量的意义, ,套管/油纸式电流互感器P2
23、,电容式电压互感器,分压电容器试验 诊断：分压电容器绝缘状态和电容量 标准： 极间绝缘电阻5000M（注意值） 电容量初值差不超过2%（警示值） 介质损耗因数： 0.005(油纸绝缘）（注意值） 0.0025(膜纸复合)（注意值） 注意：电容值变化, ,金属氧化物避雷器P1,直流1mA 电压U1mA及在0.75 U1mA下漏电流测量 诊断：电阻片老化 标准： U1mA初值差不超过5%且不低于GB 11032规定值 0.75U1mA漏电流初值差30% 或50A（注意值） 注意： 环境湿度、电晕等影响明显，会使U1mA偏小、漏电流偏大，一般是逐节进行, ,金属氧化物避雷器P2,橡塑绝缘电缆P1,绝
24、缘电阻（主绝缘、外护套及内衬层） 诊断： 主电阻老化；外护套及内衬层绝缘老化、破损、进水 标准： 主绝缘：无显著变化（注意值） 0.5M kM（注意值） 注意： 温度影响 电缆长度折算方法, ,橡塑绝缘电缆P2,交流耐压 属于验证性试验，可发现严重的绝缘缺陷 注意： 耐压频率 300Hz 耐压幅值（ 220kV 1.36U0 ，110kV 1.6U0）时间（5min） 积累经验 介质损耗量 诊断：主绝缘老化、树枝放电 标准： 0.001（注意）0.002（进一步诊断） 注意： 试验电压为U0，频率：0.1Hz50Hz 积累经验, , 气体绝缘组合电器,水分 水分的危害 水分的来源 漏气与水分
25、局部放电 超声、脉冲电流、甚高频法 SO2等特征气体监测（增长趋势分析）,输电线路P1,大量应用轮试思想 杆塔接地阻抗、零子绝缘子检测、现场污秽度评估 复合绝缘子状态评估 悬式瓷绝缘子绝缘电阻 诊断：零值绝缘子 标准： 500M 注意： 环境湿度影响 必要时加装屏蔽环测量，一般在1000M以上, ,输电线路P2,复合绝缘子状态评估 诊断：机械、电气性能退化 标准： 憎水性、憎水性迁移特性、憎水性丧失特性 和憎水性恢复时间测定 界面试验 机械破坏负荷试验： Mav-2.05Sn 0.5 SML，且 Mav0.65 SML,输电线路P3,现场污秽度评估 诊断：外绝缘表面污秽程度及发生污闪的风险 标
26、准：最大许可现场污秽度 最大许可现场污秽度的确定 试验方法：通过试验确定（除非十分必要） 类比法：应用类似绝缘结构的试验数据（优先） 制造商数据：制造商提供的设计数据（如有） 根据污秽实测值，换算现场污秽度评估 经验积累法：曾耐受的最大现场污秽度， 或曾闪络的最小现场污秽度, ,输电线路P4,线路避雷器本体及支撑绝缘子 外观目测为主（位置、外观、电气连接） 红外检测 绝缘电阻，有停电机会且3年未测,主 要 内 容,新规程概况 新规程的思路要点 新概念解析 新分析方法解析 设备状态信息及评估 周期及项目调整策略 主要设备标准简介 执行新规程的基本要求 总结, ,执行新规程的基本要求,对设备状态进
27、行初始评价，确定合理基础周期 所有巡检和试验仪器设备都符合新规程要求 设备状态信息资料符合基本要求 完成相关人员培训，全面准确掌握新规程 制订执行细则, ,对设备状态进行初始评价,宏观方面：针对批量设备 如运行可靠性有明显差异，应分类 原停电试验周期？重大缺陷检出率？ 确定基准周期，如有分类，按类确定 微观方面：针对一台设备 近3次试验数据是否呈现明显劣化趋势？ 近1年内是否经历了严重不良工况？ 是否存在严重家族缺陷？, ,巡检和试验仪器设备都符合新规程要求,巡检和例行试验所需的仪器设备齐全 自备常用诊断性试验用仪器设备 仪器设备功能和误差等级符合新规程要求 所有仪器设备都按规定等级和周期校验
28、, ,设备状态信息资料符合基本要求,至少近3次停电试验数据（新设备为全部） 至少近1年带电检测数据 近1年内不良工况记录 至少近5年内缺陷记录 关键部件的检修或技改记录, ,完成相关人员培训,相关技术人员应掌握设备状态认定的基本程序 计划编制人员应准确理解新规程的总则部分 试验负责人员掌握新的分析方法 及试验项目新的标准体系, ,制订执行细则,有明确的基准周期 掌握至上次试验以来，是否存在家族缺陷 掌握至上次试验以来，是否经历不良工况 分析近3次试验，是否有明显劣化趋势 明确停电试验的延迟、正常和提前的条件 明确适用“轮试”的计划方案, ,执行新规程的基本要求小结, ,总结,状态检修思想反映在总则中，总则不可忽视 要加强设备状态信息的管理 巡检、带电检测、停电试验、不良工况、缺陷、 家族缺陷、检修记录等 要遵从试验数据的分析和处置原则 要遵从设备状态认定程序 计划中，停电试验时间必须遵从双向调整策略 所有的调整必须有依据设备状态！,谢谢！,
