11月4日，3臺由湖南電力科學(xué)研究院自主研發(fā)的新型油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置在長沙500千伏星城變電站投入運行。該裝置可自動監(jiān)測變壓器油中溶解氣體的含量，并通過分析診斷結(jié)果及時捕捉故障隱患信息，支撐變壓器運行檢修工作，提高電網(wǎng)設(shè)備運行可靠性。
變壓器是電力系統(tǒng)中最重要的設(shè)備之一，其運行狀況直接影響電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。油中溶解氣體分析是保障變壓器安全運行的有效手段。2017年成立的湖南電科院“電博士”團隊，聚焦變壓器油中溶解氣體監(jiān)測分析這一領(lǐng)域，攻關(guān)新型感知技術(shù)、創(chuàng)新裝置檢驗方法、深挖各項數(shù)據(jù)價值，為提升電網(wǎng)設(shè)備智能管控水平貢獻智慧。
研發(fā)新型裝置
在更大范圍推廣應(yīng)用
“變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置的應(yīng)用有助于節(jié)省變壓器運維成本。然而，以往應(yīng)用于變壓器的在線監(jiān)測裝置普遍存在數(shù)據(jù)不準確、故障率高、運維麻煩等問題，越來越難以滿足電網(wǎng)設(shè)備智能管控的需求。”新型油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置項目整體協(xié)調(diào)推進負責人周舟博士介紹道。
2018年，“電博士”團隊針對這些問題開始了研發(fā)工作。針對供氣組件需要頻繁維護的難題，團隊研發(fā)了自動載氣技術(shù)。該技術(shù)可以直接取用現(xiàn)場空氣就地凈化，免除了原有定期更換氣瓶的工作。為了提高檢測數(shù)據(jù)的準確性，團隊還設(shè)計出了新型傳感器，創(chuàng)新了智能算法。
2019年年初，“電博士”團隊研發(fā)的首套新型變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置在湘潭“數(shù)字韶山”示范工程試點應(yīng)用。在為期一年的試運行期間，團隊針對高低溫環(huán)境下裝置數(shù)據(jù)不穩(wěn)定等問題，繼續(xù)優(yōu)化組件與控制策略。2019年年底，具備免維護、高精度和高可靠性等特性的新型變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置通過型式試驗。
2020年3月，變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置開始在湖南省智慧變電站建設(shè)中全面推廣，涉及±800千伏、500千伏、220千伏、110千伏電壓等級換流站及變電站。今年6月，兩套新型變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置在山東青島投運。這標志著相關(guān)技術(shù)和設(shè)備開始向全國推廣。截至目前，所有現(xiàn)場裝置均運行穩(wěn)定。
優(yōu)化檢驗技術(shù)
保證裝置運行質(zhì)量
新型油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置推廣應(yīng)用后，如何保證裝置的運行可靠性，成為“電博士”團隊新的關(guān)注點。
“提升裝置運行可靠性，一方面要嚴把新裝置出廠入網(wǎng)檢驗關(guān)，另一方面是要對已投運的裝置定期開展性能檢驗?！表椖靠萍脊リP(guān)負責人吳俊杰說。
檢驗時，標準油樣數(shù)量多且密封要求高，只能在實驗室里配制再分裝到現(xiàn)場，因此工作人員需重復(fù)往返，過程煩瑣、效率低下。針對這種情況，吳俊杰帶領(lǐng)團隊以現(xiàn)場配制油樣、多臺同步進樣作為攻關(guān)目標，于2020年4月開發(fā)了移動式檢驗裝置。團隊成員利用移動式檢驗裝置在變電站現(xiàn)場完成全流程檢驗工作，檢驗結(jié)果與實驗室數(shù)據(jù)一致，且檢驗時間可縮短一半以上。
“今年1月，我們應(yīng)用新的移動式檢驗裝置檢驗韶山換流站30臺油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置，只用了15天，而同樣的工作去年用了20天。”團隊成員劉奕奕說。
年初以來，“電博士”團隊應(yīng)用這項技術(shù)對湖南省所有新入網(wǎng)監(jiān)測裝置開展全面檢驗，發(fā)現(xiàn)不符合要求的裝置20多臺，圴已及時返廠整改或更換。同時，各運維單位制訂了3年滾動計劃，對所轄變電站的油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置開展定期檢驗，保障在線監(jiān)測裝置運行可靠。
深挖數(shù)據(jù)價值
助力專業(yè)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型
新型油中溶解氣體在線監(jiān)測裝置的開發(fā)應(yīng)用和入網(wǎng)把關(guān)為變壓器狀態(tài)監(jiān)測提供了硬件保障。而另一方面，變壓器油中溶解氣體的試驗、檢測、監(jiān)測數(shù)據(jù)，分別掌握在不同專業(yè)班組手中，且數(shù)據(jù)長期處于“休眠”狀態(tài)，應(yīng)用潛力未被挖掘。利用在線監(jiān)測/帶電檢測產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，成為“電博士”團隊新的目標。
“電博士”團隊今年年初開始了數(shù)據(jù)應(yīng)用項目的攻關(guān)。團隊提出線下數(shù)據(jù)實時線上化、數(shù)據(jù)價值深度挖掘的思路，開展油中溶解氣體離線分析儀器的數(shù)字化研發(fā)。同時，團隊依托國網(wǎng)湖南省電力有限公司智能運檢管控平臺，建立了油中溶解氣體數(shù)據(jù)智慧管控系統(tǒng)。
6月初，第一代油中溶解氣體數(shù)據(jù)智慧管控系統(tǒng)上線運行。系統(tǒng)實現(xiàn)了離線數(shù)據(jù)與在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的實時管理，具備設(shè)備狀態(tài)評價指導(dǎo)、故障預(yù)告警、可靠性分析等功能，實時接入了全省14個地市供電公司變壓器油中溶解氣體離線分析儀器的數(shù)據(jù)。
4個多月以來，第一代油中溶解氣體數(shù)據(jù)智慧管控系統(tǒng)自動預(yù)警了長沙、株洲、邵陽、懷化等多個地市供電公司所屬變電站內(nèi)設(shè)備隱患缺陷。10月底，系統(tǒng)首次用于全省各單位的油樣考核自動分析，為基層單位提供了一種智能評估手段。
下一步，“電博士”團隊還將繼續(xù)深入挖掘數(shù)據(jù)價值，并將范圍擴展到其余檢測和監(jiān)測項目，豐富系統(tǒng)功能，陸續(xù)上線例行計劃監(jiān)督、人員能力評價、供應(yīng)商評價評級等功能，助力專業(yè)管理數(shù)字化轉(zhuǎn)型。
截至目前，湖南電科院已完成變壓器油中溶解氣體技術(shù)相關(guān)科技項目4項，申請發(fā)明專利11項，獲得發(fā)明專利授權(quán)5項、軟件著作權(quán)2項，系列產(chǎn)品應(yīng)用于省內(nèi)外超過200臺變壓器，推動了變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。
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