特高壓直流輸電存隱患 新型在線監(jiān)測預(yù)警裝置起作用

　　【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】近日，國網(wǎng)河北省電力有限公司電力科學(xué)研究院歷經(jīng)五年，成功研制出一套變壓器機(jī)械狀態(tài)在線監(jiān)測及缺陷預(yù)警裝置。通過該裝置，可以實(shí)現(xiàn)在手機(jī)上隨時(shí)針對變壓器及高抗內(nèi)部機(jī)械異常進(jìn)行在線預(yù)警和診斷。
 

　　特高壓直流輸電具備點(diǎn)對點(diǎn)、超遠(yuǎn)距離、大容量送電能力，主要定位于我國西南大水電基地和西北大煤電基地的超遠(yuǎn)距離、超大容量外送。
 

　　特高壓直流在我國的應(yīng)用前景廣闊。以國家電網(wǎng)為例，金沙江一期溪洛渡和向家壩送出工程將采用3回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出，四川錦屏水電站采用1回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出，以上工程計(jì)劃在2011年底～2016年期間陸續(xù)建成投運(yùn)。金沙江二期烏東德、白鶴灘水電站送出工程也將采用3回±800千伏、640萬千瓦直流特高壓送出。發(fā)展特高壓直流輸電，還為我國后備能源基地西藏水電和新疆煤電開發(fā)提供經(jīng)濟(jì)的輸電方式，為加強(qiáng)與俄羅斯、蒙古、哈薩克斯坦等國的電力合作提供技術(shù)保障。
 

　　繞組變形、部件松動(dòng)等內(nèi)部機(jī)械類缺陷是導(dǎo)致變壓器及高抗損壞的主要威脅。拒不完全統(tǒng)計(jì)，近十年來，該類缺陷隱患導(dǎo)致的設(shè)備事故占到統(tǒng)計(jì)總量的60%以上，經(jīng)濟(jì)損失巨大，并嚴(yán)重妨礙了電力能源可靠供應(yīng)。同時(shí)，該類缺陷具有高隱蔽性特點(diǎn)，傳統(tǒng)檢測手段需停電下進(jìn)行，導(dǎo)致運(yùn)維人員難以隨時(shí)、準(zhǔn)確掌握設(shè)備內(nèi)部機(jī)械狀態(tài)情況。
 

　　針對上述現(xiàn)狀，河北電科院提出了利用變壓器及高抗運(yùn)行中聲音與振動(dòng)信號(hào)開展缺陷診斷在線分析的方法，并于2017年、2019年兩度獲得國網(wǎng)公司科技立項(xiàng)支持。經(jīng)過深入的理論分析、仿真模擬及實(shí)測驗(yàn)證，項(xiàng)目組在變壓器(高抗)內(nèi)部組件疲勞松動(dòng)機(jī)制、振動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生與傳播機(jī)理、振動(dòng)特性敏感檢測區(qū)域及機(jī)械缺陷診斷預(yù)警方法等方面取得技術(shù)突破，建立了完備的聲振法機(jī)械缺陷分析理論體系，為技術(shù)的成功應(yīng)用提供了科學(xué)依據(jù)。
 

　　據(jù)悉，該裝置已成功應(yīng)用于河北南部電網(wǎng)2座特高壓變電站、5座物聯(lián)網(wǎng)試點(diǎn)變電站等重要站點(diǎn)。以避免一起特高壓設(shè)備事故計(jì)，裝置的應(yīng)用有效避免經(jīng)濟(jì)損失上億元。根據(jù)評(píng)估測算，未來電網(wǎng)將引進(jìn)千余臺(tái)該監(jiān)測裝置，形成有效的設(shè)備機(jī)械隱患預(yù)警防線，助力堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)構(gòu)建。
 

　　建設(shè)“特高壓國家電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)能源資源優(yōu)化配置”作為電網(wǎng)建設(shè)的重要目標(biāo)和任務(wù)對于保證電源和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行有著重要意義。美國、加拿大、俄羅斯、日本、意大利、西班牙等國家從上世紀(jì)七十年代就開始研究特高壓輸電技術(shù)，歷經(jīng)四十余年。近三四十年歐洲、北美等地發(fā)生的十幾次大面積停電事件的教訓(xùn)是，交流電所供負(fù)荷越高，覆蓋范圍越大，越存在巨大安全隱患，因此必須通過聯(lián)系緊密的特高壓交流電網(wǎng)提供較為充裕的備用容量。電網(wǎng)很容易遭遇臺(tái)風(fēng)、暴雨、雷擊、冰凌、污閃、軍事破壞等天災(zāi)人禍，若無足夠的備用容量，會(huì)將事故迅速蔓延擴(kuò)大。因此，要保證電網(wǎng)安全運(yùn)行，必須在規(guī)劃、設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)行中研究電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，要按“分層分區(qū)”原則實(shí)行三道保護(hù)。國家電網(wǎng)和南方電網(wǎng)提出建設(shè)“特高壓國家電網(wǎng)”的目標(biāo)是實(shí)行能源資源優(yōu)化配置。
 

　　資料來源：百科、中國科學(xué)報(bào)