（已批）国家电网公司科学技术项目立项可行性分析报告（存档）

通过积累绝缘特性和各参数变化情况，局部放电模型分解物分析模型断路器绝缘特性模型断路器载流特性模型断路器开断特性模型及断路器机械特性模型，对箱温湿度油泵电机电流。

断路器状态在线监测子系统系统硬件包括电流互感器，温湿度传感器，以及震动传感器。

测量信号包括模拟量和开关量。

采用气相色谱技术及技术实现分解物离线监测，通过建立现场数据分类统计机制，对比局部放电数据情况形成大量现场数据总结，获得典型故障与关键气体分解物之间伴生关系。

采用气体传感器实现气体分解物在线监测，得到各种条件对分解气体检测影响规律。

在理论工作方面，建立典型故障等效模型，寻找气体分解物与典型故障之间相关性，筛选出典型关键气体和判据。

五预期目标和成果形式预期目标通过累积局部放电气体负荷变化数据和各参数变化情况，气体质量模型通过联合研发，结合湖北电网实际生产运行需求，开发建立绝缘状态综合分析中心系统后台模型局部放电模型分解物分析模型断路器绝缘特性模型断路器载流特性模型断路器开断特性模型及断路器机械特性模型，对进行综合分析，给出设备寿命评估结论本项目将研究成果将大大减小由于类设备运输安装等问题而产生类设备故障事故。

本项目积累在安装了在线监测系统以后运行维护经验，实现状态检修，为今后全面推广应用提供示范。

根据智能电网建设要求，作出全面综合在线监测系统对故障预警可靠性优化运行指导性延长使用寿命以及实现状态检修所带来经济效益全面评估报告。

成果形式通过项目实施可建立起详实理论研究报告，整套设计制造技术，为湖北电网公司在智能电网变电站建设及改造提供有力理论依据及实践经验。

六合作单位或依托工程单位落实情况七项目承担单位条件项目负责人项目研究人员序号姓名年龄职务职称专业本项目中分工投入项目工作总月数工作单位具备条件八项目进度安排序号时间段内容前期调研确定现有类设备检测系统技术，及监测检测系统运行可靠性，准确性，完成调研报告。

选定试点变电站及类设备，购臵安装和具有很大难度，使得国内外对故障预报诊断及分析技术研究成果还不是很多。

可见，输变电主设备在线监测绝缘故障诊断综合分析直是状态检修领域所关注重要问题。

目前研究工作多集中在单离线数据分析处理上，成绩显著，但应看到，绝缘状况劣化是个时变复杂过程，没有任何种方法可以解决现有问题困难，如单离线数据仅能反映出个时间节点上绝缘状况，难以反映绝缘状况变化规律和趋势，且对于快速变化绝缘状况，离线数据时效性无从谈起再如由于环境条件现场干扰等，在线数据与离线结果之间致性难以保证再如在线测量精度重复性及评估判据缺乏等等。

因此综合检测数据评估处理渐成发展趋势，在网络化日益普及今天，如何将其有效地应用于类设备检测分析与故障诊断也是研究人员关注问题。

三项目理论和实践依据湖研究。

对开展状态检修是种先进检修方式选择，以设备当前实际工作状况为依据，通过先进状态监测和诊断手段可靠性评价及寿命预测手段，判断设备状态，识别故障早期征兆，对故障部位及其严重程度故障发展趋势作出判断，进而确定适当和必要检修时间和项目，在设备性能下降到定程度或故障将要发生之前主动实施维修。

由于明显提高了设备可靠性和可用率，因此这种检修方式耗费低为电力设备安全稳定长周期全性能优质运行提供了可靠保障。

国外已经在在线监测装臵诊断及应用方面开展了很多研究，主要利用在线监测诊断分析平台，对网内同类型输变电设备横向纵向间数据进行比较，发现微小差异，从而对输变电出现早期故障得到准确判断，采取措施防止故障进步发展。

目前国内外多采用对台具体设备开展监测，具有定局限性，多类型检测设备数据综合分析尚不多见。

根据国内外研究现状，可以看出目前类设备状态数据离线在线及巡视等分析尚没有统综合平台系统，信息处理存储和应用分散，各专业应用不统，在线监测装臵所发出状态监测数据及其传输协议目前尚无统标准，且存在许多原生性数据，导致各专业子系统分散，部署复杂，扩展代价高，不利于多类型数据统采集规范处理和推广应用。

针对类设备这样复杂系统，如何综合利用现代信息技术在线监测技术人工智能技术最新研究成果为设备提出种全新管理复杂系统健康状态解决方案直是当前研究热点问题。

但由于故障产生预报及诊断分析具有很大难度，使得国内外对故障预报诊断及分析技术研究成果还不是很多。

可见，输变电主设备在线监测绝缘故障诊断综合分析直是状态检修领域所关注重要问题。

目前研究工作多集中在单离线数据分析处理上，成绩显著，但应看到，绝缘状况劣化是个时变复杂过程，没有任何种方法可以解决现有问题困难，如单离线数据仅能反映出个时间节点上绝缘状况，难以反映绝缘状况变化规律和趋势，且对于快速变化绝缘状况，离线数据时效性无从谈起再如由于环境条件现场干扰等，在线数据与离线结果之间致性难以保证再如在线测量精度重复性及评估判据缺乏等等。

因此综合检测数据评估处理渐成发展趋势，在网络化日益普及今天，如何将其有效地应用于类设备检测分析与故障诊断也是研究人员关注问题。

三项目理论和实践依据湖北省电力公司将全省范围内类设备状态特性参数数据进行分析，研究湖北电网主设备局部放电气体质量等数据，建立绝缘状态和各个特性参数关联关系，给出变压器综合评估运行维护建议。

绝缘特性评估模型通过联合研发，结合湖北电网实际生产需要，建立绝缘状态综合分析中心系统，实现湖北全省设备统管理，以解决现有设备事故频发实际问题，重点包括具体专业分析模型局部放电模型分解物分析模型断路器绝缘特性模型断路器载流特性模型断路器开断特性模型及断路器机械特性模型，对类设备综合分析，给出设备寿命评估结论本项目技术关键为通过局部放电及气体分解检测情况，结合类型结构材料安装位臵环境条件等特性参数统计与分析，建立绝缘状态和各个特性变量数据关联，形成全省设备状态数据库系统投入和使用不应改变和影响次电气设备正常运行能自动地连续进行监测多种数据处理储存和统计分析具有自检和报警功能具有较好抗干扰能力和合理监测灵敏度监测结果应有较好可靠性和重复性，以及合理准确度具有对电气设备生反应，生成金属氟化物大多为固体生成物。

在气体中发生放电时，主要气体生成物有等在混合气体中，还会有，等，在混合气体中还可能有在固体绝缘物过热情况下，也可能有，等气体生成电微粒悬浮导体水分及气体分解等，这些问题存在和发展对电气设备绝缘和机械特性带来不同程度危害，严重时甚至造成设备故障，限于当前缺少对设备进行全面检测有效手段，因此如何确保电气设备运行安全已成为个学术及工程研究热点问题。

现阶段随着电网快速建设，因结构紧凑绝缘性能稳定断流能力强重燃率低运行可靠等优点，大量进入电网并出现了事故缺陷频繁普遍现象，究其原因方面，超特高压设备设计加工及生产还未完全掌握另方面，设备在出厂运输现场安装及投运前检验等方面均缺乏质量考核手段，如何保证设备安全运行已成为电网运行单位急需解决难题。

目前高电压等级绝缘检测手段较少，主要包括局部放电检测及气体分解产物测试两种主要手段，而该两种检测手段尚未成熟，形成对系统运行具有指导性判据仍然较为困难。

因此，有必要开展相关研究，利用成熟通信计算机及网络等多方面技术实现设备状态可视化，尤其针对全省范围内气体质量使用情况归纳与汇总积累同类故障缺陷原始数据，以利于将来对内部状况进行分析判断。

二国内外研究水平综述电力系统是社会重要基础设施，其可靠性对国民经济和人民生活具有重要影响。

自上世纪七十年代以来，由于绝缘可靠性高，占地面积小等优点在电力系统中被广泛使用。

根据国际大电网会议工作组调查，随着电压等级提高，设备重要性影响面故障率维修费用等均进步提高。

与此同时，电力系统中越来越多设备投运时间接近和超过年，逐渐趋近其寿命极限，如何延长其使用寿命并确保其安全运行成为个研究热点问题。

因此，对大型设备进行故障诊断及实现故障后快速高效维修，从而提高其供电可靠性是非常重要。

设备在安装与运行过程中，内部不可避免地产生定缺陷，如电极表面毛刺自由导电微粒悬浮导体接触不良水分等，这些内部缺陷存在和发展会对其绝缘和机械特性造成定危害，严重时故障诊断功能，包括故障性质故障程度和趋势判断绝缘寿命预测给出设备过负荷能力建议等。

四项目研究内容和实施方案研究内容针对类设备绝缘状态开展研究，分析局部放电变化和分解物对类设备状态影响，结合检测相关本身特性变量局部放电量环境温度气压微水气体分解组分部位等，给出综合运行工况。

通过积累绝缘特性和各参数变化情况，局部放电模型分解物分析模型断路器绝缘特性模型断路器载流特性模型断路器开断特性模型及断路器机械特性模型，对综合分析，给出设备状态评估结论。

同时，本项目给出设备绝缘状态维护建议类设备绝缘状态综合分析中心系统安装运行和维护通过对类设备绝缘状态综合分析中心系统实际开发安装和运行，实现状态检修，并制定在状态检修情形下与更为适应更为经济运行维护规程和规范研究类设备绝缘状态综合分析中心系统可靠性采用技术最先进原理最可靠综合分析系统对类设备所有部分进行监测，并利用其所具有数学模型后台对故障进行分析诊断，判断故障原因趋势以及严重程度，研究其可靠性，验证其是否能从根本上杜绝据处理储存和统计分析具有自检和报警功能具有较好抗干扰能力和合理监测灵敏度监测结果应有较好可靠性和重复性，以及合理准确度具有对电气设备故障诊断功能，包括故障性质故障程度和趋势判断绝缘寿命预测给出设备过负荷能力建议等。

四项目研究内容和实施方案研究内容针对类设备绝缘状态开展研究，分析局部放电变化和分解物对类设备状态影响，结合检测相关本身特性变量局部放电量环境温度气压微水气体分解组分部位等，给出综合运行工况。

通过积累绝缘特性和各参数变化情况，局部放电模型分解物分析模型断路器绝缘特性模型断路器载流特性模型断路器开断特性模型及断路器机械特性模型，对些信号时差和电磁波传播速度可进行放电源定位。

基于这原理进行定位法，所要测量信号时差通常在纳秒数量级，这不仅要求测量记录设备具有很高频带和采样率，还要求被测信号本身具有很陡起始沿，方能读取纳秒量级信