在线检测

本项目属于碳减排领域。为贯彻落实党中央、国务院关于推进节能减排、建设生态文明的各项决策部署，以实际行动践行“五大发展理念”，中国华电集团有限公司（以下简称“中国华电”）率先在央企总部成立“碳排放管理处”，逐步建立了“以专项规划为指引，以“四个体系”（数据管理体系、交易支撑体系、技术支撑体系及能力建设体系）建设为抓手，以低成本减排和服务绿色低碳转型为目标”的工作思路， 项目的创新研究成果对大型发电集团具有重要借鉴意义和推广价值，有力推动了行业进步。应国资委要求以书面形式分享“目标分解方法学”，元素碳全覆盖为生态环境部制定相关政策提供数据支撑，白皮书助力生态环境部分享“中国经验”“中国智慧”，在线检测实验平台为行业标准起草提供理论保障。2016-2018 年中国华电已累计减排二氧化碳3 亿吨，超出“十二五”碳减排总量，取得显著社会效益及间接经济效益。

首先分析高压单芯电缆接地电流的产生原因、各种接地方式的特点及适用范围，护层电流的异常情况及危害。讲解电力电缆运行规程中对接地的要求。然后给出接地电流的在线检测仪器、检测方法及注意事项。其次给出接地电流的诊断标准、检测周期及诊断依据。最后通过几种典型案例分析换位失败、交叉互联箱进水、保护器击穿及金属护层破损等故障的判断方法。

通过国网总部科技项目（2018-2019） “变电站直流电源智能化技术研究”，对目前站用直流电源系统诸多问题进行总结及研究，提出站用直流电源系统智能监控、保护及运维方案，实现绝缘降低、交流窜电、直流互窜及不稳定接地准确报警与精确定位，实现支路故障主动式保护和快速隔离；提出蓄电池状态参数在线检测和精准估算方法，及时获得电池及系统的运行状态；通过对电池的主动式均衡和精细化管控，有效改善蓄电池组的系统性能，实现单体层次电池运行状态的在线诊断及故障电池的及时隔离，提高蓄电池组运行的安全性和可靠性；采用先进传感技术、数字化技术、嵌入式计算机技术、物联网技术，研制站用智能化直流电源及其运维系统，对站用直流电源系统的运行状态实时感知、监视、分析和故障诊断，对直流电源设备进行分散测控和集中管理，实现直流电源系统的全景化监测、远程控制和维护。

随着电网智能化、自动化需求程度的提高，直流电源系统在线监测、在线检测和远程维护相关技术研究势在必行，2017年，国网公司直流电源系统新技术应用方面主要体现在在线监测和带电检测柜关技术的研究和应用。 >北京、冀北、四川等公司分别进行直流电源系统远程监控功能研究及应用，实现电源系统在线监测功能集成，完善远程监控。 >河北、江苏、湖北等公司开发蓄电池容量及内阻分析评估系统，减轻班组人员的劳动强度，提高了工作效率。 >安徽、湖南、青海等公司对在线更换单体电池方面进行了探索研究及试点应用，研究成果的应用缩短了现场检修时间、减轻了检修人员劳动强度，并且降低了现场检修人员误操作的安全风险。

随着电网智能化、自动化需求程度的提高，直流电源系统在线监测、在线检测和远程维护相关技术研究势在必行，2017年，国网公司直流电源系统新技术应用方面主要体现在在线监测和带电检测柜关技术的研究和应用。 >北京、冀北、四川等公司分别进行直流电源系统远程监控功能研究及应用，实现电源系统在线监测功能集成，完善远程监控。 >河北、江苏、湖北等公司开发蓄电池容量及内阻分析评估系统，减轻班组人员的劳动强度，提高了工作效率。 >安徽、湖南、青海等公司对在线更换单体电池方面进行了探索研究及试点应用，研究成果的应用缩短了现场检修时间、减轻了检修人员劳动强度，并且降低了现场检修人员误操作的安全风险。

目前国内诊断开关柜的绝缘状况主要还是运用预防性局部放电试验,需要停电进行,由于预防性试验周期间隔可能较长,很难发现在两次预防性试验间隔之间发展起来的绝缘缺陷。介绍一种新型的高压开关柜绝缘性能检测与故障诊断技术,包括基于超声波和TEV检测方法的原理,应用这两种方法都可以在线检测绝缘性能,为电力设备的状态检修工作提供丰富的数据依据,全面保障高压开关柜的安全运行。

通过前期工作成果和与合作单位的交流反馈，可以选取电力巡检业务中的金具识别、绝缘子缺陷检测两类应用场景。大数据中心已积累相关图像样本库，既便于验证也易于转化成果。

该项目成果是针对厂站蓄电池运行中所发生的种种极端问题，依据现场实际电气量特征采用综合判据而研发的。近年来电网系统直流电源引发的电网事故频连发生，国网某省公司330kV南郊变电站“6.18”主变爆炸事故所暴露的蓄电池脱离母线问题，南网云南公司某供电局220kV变电站两起蓄电池脱离母线问题、广东某地市局220kV变电站同样也出现蓄电池脱离母线问题，在系统极端事故情况下，站用电源失去，充电机无输出，热备用下的蓄电池后备电源的状态失控，导致区域电网事故扩大，给运行的主设备带+来了灾难性的后果。当前的厂站直流系统严重存在监测死区问题，对厂站直流系统存在这一隐患问题迫在眉睫，需要亟待解决。因此，围绕网省公司相关直流电源系统的规范和标准要求进行研制并推进这一重要工作的。成果充分利用刀闸位置换路瞬间状态;蓄电池瞬间脱离母线两者间电压微变率以及蓄电池脱离母线后自放电曲线效应;高精度双线电流采集线性合成比较的多电气量和刀闸接点瞬变位移等特征进行综合判断的。本项目成果关乎电网稳定安全，在线运行实时监测蓄电池的充电状态、放电状态和判断蓄电池主熔断器是否熔断，并根据不同状态给出信号灯、硬接点、软信号等+多种信息，使得蓄电池组与直流母线的连接和运行状态进行多维度全方位监测，装置自适应全生命周期实时在线检测，通过RS-485通讯接口上传信息，具自动预警之功能。

特高频（UHF）技术通过检测局部放电辐射电磁波信号来实现对设备局部放电的检测，抗干扰能力强，检测灵敏度高，因此在输变电设备局部放电在线检测领域取得了广泛应用。目前大多数绝缘组合电器（GIS）设备上未安装内置式UHF传感器，只能采用外置式传感器进行检测，但是由于GIS绝缘子外表面被金属法兰包裹，导致普通外置式UHF传感器很难检测到其内部的局部放电信号。为了解决这一问题，本文提出了利用金属法兰在制造时遗留的孔洞，研制GIS专用外置式UHF传感器的方法。本文在了解现有GIS盆式绝缘子金属法兰结构特点的基础上，从理论角度分析了电磁波经过金属法兰孔的传播机理，采用有限元分析软件ANSYS对126kVGIS绝缘子建模，并以此为基础分析在不同尺寸金属法兰孔情况下GIS绝缘子电场的分布情况。研制了具有射频和检波放大功能的GIS盆式绝缘子金属法兰浇注孔局放检测专用UHF放大器。最后，建立了GIS局部放电UHF检测研究平台，测试了专用UHF传感器在不同尺寸的浇注孔上对不同放电故障模型的局放检测灵敏度。

变电站是电能汇集和分配的核心节点，国网公司从2019年启动智能变电站建设，其实现了全站信息数字化和共享，由于智能变电站是基于IEC 61850标准并采用大量光缆替代电缆，使得其二次回路（虚端子、虚回路）变成了“黑匣子”，导致整个二次系统深度依赖于变电站系统配置描述文件（SCD），配置流程需从装置模型文件ICD通过虚回路连接配置成SCD，再将SCD导出实例化后装置下装文件CID。这一过程的转变同时带来了建设、运维新的问题如系统文件配置效率和可靠性较低、各环节重复迭代工作量大，传输回路连接质量有待提高、运行维护可视化程度不足，回路状态监测方法缺失等。 研究智能变电站二次系统数字化设计技术及应用，是提高变电站建设效率和质量、贯通各专业各流程、实现电网灵活控制与便利运维的关键。本项目主要从以下难题开展研究：①变电站内百余种功能装置上万个虚端子相互关联，难以通过机器代替人工以数字化手段进行自动关联和追加重构；②变电站内物理回路与逻辑回路并存，难以实现自动匹配、即插即用及可视化直观展示；③变电站内相关二次系统回路复杂，难以实现自动监测、校核动态评估。该项目聚合产学研用单位联合攻关，实现在智能变电站系统文件配置方面，开发了基于模板库的学习型虚回路自动连接软件，开发了基于SED文件的智能变电站改扩建二次系统配置文件自动重构工具，构建了图模库一体化变电站系统文件自动配置平台，实现虚回路自动配置，大幅提升虚回路设计的准确性和高效性；在智能变电站传输回路连接方面，提出了虚实回路的建模方法，发明了基于“面接触”连接技术的高密度集束预制光缆组件，开发了基于“智能标签”的光缆链路数字化解析工具，实现传输回路的即插即用，有效提升了回路连接的可靠性；在智能变电站回路状态监测方面，发明了基于广义变比辨识的电流测量回路极性在线检测技术，开发了工程SCD文件管控工具，构建了基于聚类分析算法的二次系统动态定量评估平台，实现二次回路态势感知及实时控制，全面提升了二次系统的安全运行水平。 依托项目成果研制的预制光缆组件，光配模块、智能标签生成及解析技术，国网基建部以基建技术【2016】49号、【2017】107号等文件纳入新技术推广应用实施目录，在系统内各网省公司新建智能变电站中推广应用。项目共获授权发明专利7项、实用新型专利1项、软件著作权3项，发表学术论文11篇（SCI/EI检索5篇），出版专著6部，编制国家标准1项。