不少電力運(yùn)維企業(yè)和能源監(jiān)管機(jī)構(gòu)近期都在咨詢兩個(gè)核心問題：一是變壓器局部放電在線監(jiān)測是否真的能提前識別絕緣劣化早期風(fēng)險(xiǎn)，避免突發(fā)設(shè)備故障；二是局放監(jiān)測系統(tǒng)的部署和應(yīng)用需要符合哪些合規(guī)要求，才能支撐狀態(tài)檢修策略落地。這兩個(gè)問題恰好覆蓋了當(dāng)前電力設(shè)備運(yùn)維領(lǐng)域的核心訴求，也是不同主體推廣在線監(jiān)測技術(shù)的核心顧慮。不少工業(yè)企業(yè)的供配電部門負(fù)責(zé)人反饋，過去主變突發(fā)故障導(dǎo)致生產(chǎn)線停工，一次損失*能達(dá)到數(shù)百萬元，所以對變壓器局部放電在線監(jiān)測的實(shí)際效果十分關(guān)注；而監(jiān)管部門則更在意相關(guān)技術(shù)應(yīng)用的規(guī)范性，能否滿足電力安全運(yùn)維的監(jiān)管要求。

一、變壓器局部放電與絕緣劣化的關(guān)聯(lián)機(jī)制

變壓器內(nèi)部的絕緣材料在生產(chǎn)、安裝、長期運(yùn)行過程中，不可避免會存在氣隙、雜質(zhì)、機(jī)械損傷等缺陷，在運(yùn)行電場的作用下，缺陷位置會出現(xiàn)僅局部橋接的放電現(xiàn)象，也*是常說的局部放電。根據(jù)GB/T 7354-2018的定義，局部放電不會立刻導(dǎo)致絕緣完全失效，但每次放電都會對周邊絕緣材料產(chǎn)生腐蝕、裂解作用，長期發(fā)展*會逐步擴(kuò)大缺陷范圍，*終引發(fā)絕緣劣化甚至完全擊穿【1】。變壓器局部放電的發(fā)展和絕緣劣化的進(jìn)程高度匹配，監(jiān)測局放信號的幅值、頻次、發(fā)展趨勢，*能精準(zhǔn)掌握變壓器內(nèi)部的絕緣狀態(tài)。大量運(yùn)維統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，超過七成的電力變壓器突發(fā)絕緣故障，前期都存在持續(xù)3個(gè)月以上的異常局部放電現(xiàn)象，如果能在這個(gè)階段發(fā)現(xiàn)隱患，*能避免九成以上的非計(jì)劃停電損失【2】。

過去檢測變壓器局部放電主要依賴停電預(yù)防性試驗(yàn)，無法捕捉到運(yùn)行狀態(tài)下的局放信號，而在線監(jiān)測技術(shù)的出現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)檢測方式的時(shí)間差問題，可以實(shí)時(shí)采集運(yùn)行過程中的局放信號，真正實(shí)現(xiàn)絕緣劣化風(fēng)險(xiǎn)的早期預(yù)警。

二、局放監(jiān)測系統(tǒng)的技術(shù)選型與合規(guī)要求

當(dāng)前市面的局放監(jiān)測系統(tǒng)主要有超高頻、超聲波、暫態(tài)地電壓、高頻電流等技術(shù)路線，不同路線的適用場景和性能差異較大，選型時(shí)需要結(jié)合實(shí)際需求綜合判斷。變壓器局部放電的信號很容易被現(xiàn)場的電磁干擾掩蓋，所以局放監(jiān)測系統(tǒng)的抗干擾能力是核心選型指標(biāo)，其次要關(guān)注檢測靈敏度、采樣頻率、數(shù)據(jù)穩(wěn)定性等參數(shù)，比如應(yīng)用于110kV及以上主變的超高頻監(jiān)測方案，靈敏度應(yīng)優(yōu)于1pC，才能捕捉到早期的微弱局放信號。

對于G端用戶關(guān)心的標(biāo)準(zhǔn)合規(guī)問題，當(dāng)前局放監(jiān)測系統(tǒng)需要符合GB/T 28567-2012《電力設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)通用技術(shù)條件》的要求，同時(shí)需要通過第三方*檢測機(jī)構(gòu)的型式試驗(yàn)，接入省級電網(wǎng)運(yùn)維平臺的設(shè)備還需要符合電網(wǎng)公司的相關(guān)入網(wǎng)規(guī)范。符合標(biāo)準(zhǔn)的局放監(jiān)測系統(tǒng)才能提供可靠的監(jiān)測數(shù)據(jù)，為狀態(tài)檢修提供支撐。對于B端用戶關(guān)心的成本問題，可以根據(jù)設(shè)備的電壓等級和重要性選擇適配的方案，110kV及以上的核心主變建議選擇超高頻+超聲波聯(lián)合監(jiān)測的方案，多維度校驗(yàn)信號，避免誤判；10kV配變可以選擇暫態(tài)地電壓的低成本方案，兼顧監(jiān)測效果和投入成本，降低項(xiàng)目落地的資金壓力。

三、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)支撐狀態(tài)檢修的落地路徑

過去變壓器的運(yùn)維主要采用定期檢修的模式，一般3-5年進(jìn)行一次停電預(yù)防性試驗(yàn)，這種模式容易出現(xiàn)檢修不足或者過度檢修的問題：一方面部分設(shè)備在兩次檢修之間出現(xiàn)絕緣劣化無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)，容易引發(fā)突發(fā)故障；另一方面狀態(tài)良好的設(shè)備頻繁停電檢修反而會造成不必要的供電損失，增加運(yùn)維成本。變壓器局部放電在線監(jiān)測的實(shí)時(shí)性優(yōu)勢，解決了定期檢修存在的狀態(tài)感知滯后的問題，為狀態(tài)檢修的落地提供了核心數(shù)據(jù)支撐。

具體落地可以分為三個(gè)步驟：首先是建立局放數(shù)據(jù)的基準(zhǔn)閾值，結(jié)合設(shè)備的電壓等級、絕緣材質(zhì)、運(yùn)行年限，參考標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的注意值，設(shè)定不同層級的預(yù)警閾值，當(dāng)局放量超過預(yù)警值時(shí)自動觸發(fā)告警；其次是多源數(shù)據(jù)聯(lián)合研判，結(jié)合油色譜檢測、紅外測溫、歷史運(yùn)維記錄等數(shù)據(jù)，綜合判斷絕緣劣化的發(fā)展程度，如果局放信號長期穩(wěn)定在注意值以下，*可以適當(dāng)延長預(yù)防性試驗(yàn)的周期，不需要一出現(xiàn)告警*安排停電檢修，減少不必要的停電；*后是制定差異化的檢修策略，對于局放增長緩慢、絕緣性能下降不明顯的設(shè)備，可以將檢修計(jì)劃安排在正常的供電低谷窗口期，對于局放增長快速、存在明顯放電通道的設(shè)備，及時(shí)安排停電檢修，排除隱患。如果局放信號持續(xù)增長，說明絕緣劣化的速度加快，需要提高巡檢頻次。某省級電網(wǎng)2022年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，推廣變壓器局部放電在線監(jiān)測之后，主變的非計(jì)劃停電時(shí)間下降了32%，狀態(tài)檢修的執(zhí)行率從原來的57%提升到了89%，運(yùn)維成本下降了21%【3】。

四、變壓器局部放電在線監(jiān)測的實(shí)施要點(diǎn)

部署實(shí)施變壓器局部放電在線監(jiān)測系統(tǒng)時(shí)，首先要注意安裝規(guī)范，傳感器的安裝位置要經(jīng)過人員的勘測，超高頻傳感器一般安裝在變壓器的手孔門位置，超聲波傳感器安裝在油箱外壁，安裝過程不能破壞變壓器的密封結(jié)構(gòu)，避免出現(xiàn)滲漏油的問題。對于運(yùn)行年限超過15年的變壓器，絕緣劣化的概率更高，可以適當(dāng)提高在線監(jiān)測的采樣頻率，提升風(fēng)險(xiǎn)預(yù)警的靈敏度。

其次是驗(yàn)收環(huán)節(jié)，G端用戶需要重點(diǎn)核查局放監(jiān)測系統(tǒng)的型式試驗(yàn)報(bào)告、安裝調(diào)試記錄、校準(zhǔn)報(bào)告，相關(guān)資料至少留存3年，滿足電力安全監(jiān)管的溯源要求，完整的驗(yàn)收資料和監(jiān)測數(shù)據(jù)記錄，是企業(yè)落實(shí)狀態(tài)檢修制度的重要合規(guī)依據(jù)；B端用戶需要重點(diǎn)核驗(yàn)現(xiàn)場模擬局放信號的檢測效果，確認(rèn)系統(tǒng)的靈敏度和抗干擾能力符合實(shí)際使用要求，避免后續(xù)使用過程中出現(xiàn)大量誤報(bào)。*后是日常運(yùn)維，每個(gè)季度要對局放監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行一次校準(zhǔn)，每年進(jìn)行一次全面的性能檢測，避免因?yàn)閭鞲衅髌茖?dǎo)致的誤報(bào)或者漏報(bào)，監(jiān)測數(shù)據(jù)要同步存儲在本地和云端，方便后續(xù)的數(shù)據(jù)分析和溯源。很多用戶關(guān)心的投入產(chǎn)出問題，從現(xiàn)有運(yùn)維數(shù)據(jù)來看，一臺110kV主變的突發(fā)故障損失，包括搶修成本、停電損失、設(shè)備更換成本在內(nèi)，平均在百萬元級別，而一套適配110kV主變的局放監(jiān)測系統(tǒng)的部署成本僅占故障損失的十分之一左右，只要提前發(fā)現(xiàn)一次隱患*能收回全部投入。

五、常見應(yīng)用誤區(qū)與注意事項(xiàng)

很多用戶在應(yīng)用變壓器局部放電在線監(jiān)測的時(shí)候存在誤區(qū)，比如認(rèn)為只要安裝了局放監(jiān)測系統(tǒng)*可以完全替代預(yù)防性試驗(yàn)，實(shí)際上在線監(jiān)測是預(yù)防性試驗(yàn)的補(bǔ)充，對于運(yùn)行年限超過20年的老舊變壓器，還是需要定期開展停電預(yù)防性試驗(yàn)，結(jié)合在線監(jiān)測數(shù)據(jù)綜合判斷設(shè)備狀態(tài)。還有部分用戶為了降低成本選擇不符合標(biāo)準(zhǔn)要求的低價(jià)局放監(jiān)測系統(tǒng)，這類系統(tǒng)的抗干擾能力差，誤報(bào)率高，反而會增加運(yùn)維人員的工作負(fù)擔(dān)，長期的誤報(bào)會導(dǎo)致運(yùn)維人員忽略真實(shí)的絕緣劣化告警信號，反而增加故障風(fēng)險(xiǎn)。

對于G端用戶來說，還要注意在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的存儲和上報(bào)要符合《電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例》的要求，監(jiān)測數(shù)據(jù)至少留存3年，發(fā)生設(shè)備故障的時(shí)候要能夠提供完整的監(jiān)測數(shù)據(jù)作為事故調(diào)查的依據(jù)【4】。對于B端用戶來說，要安排運(yùn)維人員參加相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)，能夠正確識別局放告警信號，掌握基本的研判方法，才能充分發(fā)揮在線監(jiān)測的價(jià)值，真正實(shí)現(xiàn)從“定期檢修”到“狀態(tài)檢修”的運(yùn)維模式升級。

參考文獻(xiàn)

【1】 GB/T 7354-2018 高電壓試驗(yàn)技術(shù) 局部放電測量

【2】 電力變壓器運(yùn)維檢修技術(shù)導(dǎo)則

【3】 2022年全國電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)檢修工作報(bào)告

【4】 電力安全事故應(yīng)急處置和調(diào)查處理?xiàng)l例