城市变电站内的气体绝缘装备是否出现局部放电,给电力系统带来安全隐患?通过对气体绝缘装备进行实时“体检”,就能有效避免这一问题。近日,由重庆大学牵头完成的“气体绝缘装备特高频局部放电监测关键技术及其应用”成果荣获2014年度国家技术发明奖二等奖。
“如今,城市新建变电站几乎都采用六氟化硫(SF6)等作为绝缘介质的气体绝缘装备。”国家973计划项目首席科学家、重庆大学电气工程学院副院长唐炬教授说。这是因为六氟化硫比空气的绝缘性能更好,且这种气体绝缘装备具有占地面积小、电磁污染小等优点。不过,由于它是全密封的装备,一旦出现局部放电等设备故障的早期征兆,是不容易被察觉的。
局部放电有何危害?唐炬告诉记者,这就类似于人体内的恶性肿瘤,发展到一定程度以后,扩散速度会非常快,从局部放电变成大面积放电,最终导致电力系统故障而无法正常供电,甚至发生突发性安全事故。所以,能否准确诊断气体绝缘装备的健康状况具有重要意义。
“要在早期准确诊断出是否出现局部放电,面临诸多技术难题。”唐炬坦言,由于变电站现场有强烈的电磁干扰,而局部放电的脉冲信号是非常微弱的,如何准确“揪”出脉冲信号,发现有局部放电的现象很困难。另外,在这之后,如何准确判断局部放电的位置、强度也存在难度。
唐炬表示,为了“揪”出局部放电的脉冲信号,他们采用了特高频传感器,并率先将复小波变换技术应用于微弱暂态信号的提取,从而有效避免了变电站的强电磁干扰。“试验结果表明,采用这种方法进行实时监测以后,基本上所有局部放电都能被监测到,准确率极高。”
对于解决局部放电的定位、强度问题,“我们采用了多传感器定位技术来解决定位误差,并且将其中的误差从米级缩小到厘米级,基本上实现了准确定位。在此基础上,我们再在局部放电发生点注入一段已知信号,与待测信号进行对比分析,若两者的时域、频域相等,就能确定出待测信号的强度。”唐炬解释。
据了解,从上世纪90年代末以来,通过对上述关键技术的攻关,唐炬及其团队成功研发出SF6气体绝缘装备绝缘状态在线监测装置,并在重庆、四川等地进行推广应用,成功预警了多次气体绝缘装备的绝缘故障。特别是2010年6月成功预警渝中区大溪沟220kV GIS变电站出现的绝缘故障,避免了渝中半岛中央商务区大面积停电事故发生。
