时间: 2024-10-22 20:36:31 | 作者: ob体育官网登录界面
炎炎夏日，居家离不开空调，用电量持续攀升。当人们享受清凉时，出自武汉的一个特殊系统，如同一个个特殊的“守卫”，守护着高压电网上的一处特殊设备。
这个特殊系统，就是“高压套管高精度高可靠性状态感知及预警系统”，它时时监测着电网上的“咽喉”部位“高压套管”，保障电网日夜不停输送着强大电流。
随着经济发展，长距离输电成为常态，且日益电压大容量化。这其间，电流需通过大型变压器将电压在常压与高压特高压中转换。
变压器上，一串像扁葫芦或碟片的高压套管，它一头接着变压器，一头连着高压线。高压套管的瓷质外套内有绝缘纸卷绕的芯体浸在绝缘油中，一根铜管或铝管从芯体中间穿过。这串不起眼的“扁葫芦”，却被称为高压电网的核心咽喉设备，如果它发生故障，电网就如被掐住了“咽喉”，再大的力气也使不出。
然而，“扁葫芦”的工作环境却极为恶劣，它不仅要支撑在变压器上经受雨雪风霜，还要在高温、高压、强电磁场环境中实现绝缘。倘若密封不良、漏油、产气或放电，将引发套管本体损坏或爆炸，导致电网故障甚至瘫痪。
防范高压套管事故，必须有一套精准的套管状态监测系统，而这恰恰是一个世界性难题——套管运行时内部状况复杂，加上高压、强电磁干扰，对传感器、故障分析算法提出了很大的挑战。此前，世界上已有的套管监测系统，在灵敏度、精确度方面都不尽如人意。
胡伟，中国电力科学研究院有限公司高电压研究所（武汉）的工程师（以下简称“中国电科院高压所（武汉）”）。6年前，他和同事们瞄准了这个难题。
中国电科院高压所（武汉），我国最著名的高压输变电技术研究中心之一。面对套管监测系统的痛点、难点，胡伟和同事们埋头攻关。
要想知道套管的情况，就要精确测量内部油压力、油温和油中氢气含量等关键指标，但变压器旁的复杂电磁环境让传感器经常测不准。一番努力后，团队采用高效能磁屏蔽和传感器内嵌微集成技术，有效屏蔽了干扰。
随后，研发团队突破了接触式传感技术难题，研发的特殊传感器实现了油压、油温和氢气含量“三合一”智能传感，对高压套管的运行实现了在线“把脉”。
在分析算法上，团队创新出高精度分析算法，提升了套管绝缘状态分析的准确性和稳定能力。2018年，好消息传来：第一代监测系统研发完成，次年便投入试用。
投入上百万元研发的该系统安全性、准确性、可靠性和参量多样性都优于现有同种类型的产品。7月5日，“交流套管运作时的状态高性能监测系统” 产品鉴定会在汉召开，专家称这套系统达到了国际领先水平。
不怕不识货,就怕货比货；产品行不行，还得看“表现”。今年初，新型套管监测系统迎来了一场考验。
2019年，国内某1000千伏特高压变电站因套管缺陷导致变压器爆燃，造成人员受伤或死亡。今年初，整修的变压器即将重新投运。为防止事故重演，有关方面提出加装套管状态监测系统。
引发事故的套管来出自瑞典一家有名的公司。此间，该企业拿出了套管状态监测方案。“厂家的方案仍不够完善，怕是不能防患于未然。”参加变电站整改鉴定的专家提出了异议。
此时，中国电科院高压所（武汉）的监测系统已经交付应用，在行业内也引起了关注。专业的人建议，让国产系统试试看。
当时春节临近，研发团队的许佐明、罗晓庆等人还是赶往该变电站安装调试设备。
到了现场，他们发现这事不简单。原来，尽管我国特高压工程建设迅猛，但1000千伏特高压交流变压器套管绝缘状态的实时在线监测，此前一直是空白。
于是收集有关数据，制定技术方案，并在实验室做验证。今年1月，试验在位于江夏的电网环境保护国家重点实验室展开。结果令人欣喜：能实时精确感知特高压交流变压器套管的介质损耗因数、电容量和末屏泄漏电流等绝缘状态参量（数值可以在一些范围内变化的量）。其中，套管介质损耗因数的测量误差小于±0.0003。
看到试验数据，瑞典厂商代表心服口服，承认该方案更高明。春节期间，技术人员加班加点安装监测系统，2月19日监测系统上线运行。至今，系统各项数据稳定，运作时的状态良好。“目前产品已迭代四次，将有效预警套管故障从不可能变成了可能，高度契合当前电网智能升级的需求。”胡伟透露。
据了解，目前该系统已在全国5个省的8个变电站或换流站试点应用，包括1个1000千伏特高压变电站、1个±500千伏换流站和2个国家电网公司物联网示范站，产生经济效益约3000万元。未来推广使用后，其经济效益、社会效益将更为可观。
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