特高压直流输电存隐患 新型在线监测预警装置起作用

近日，国网河北省电力有限公司电力科学研究院历经五年，成功研制出一套变压器机械状态在线监测及缺陷预警装置。通过该装置，可以实现在手机上随时针对变压器及高抗内部机械异常进行在线预警和诊断。
特高压直流输电具备点对点、超远距离、大容量送电能力，主要定位于我国西南大水电基地和西北大煤电基地的超远距离、超大容量外送。
特高压直流在我国的应用前景广阔。以国家电网为例，金沙江一期溪洛渡和向家坝送出工程将采用3回 800千伏、640万千瓦直流特高压送出，四川锦屏水电站采用1回 800千伏、640万千瓦直流特高压送出，以上工程计划在2011年底～2016年期间陆续建成投运。金沙江二期乌东德、白鹤滩水电站送出工程也将采用3回 800千伏、640万千瓦直流特高压送出。发展特高压直流输电，还为我国后备能源基地西藏水电和新疆煤电开发提供经济的输电方式，为加强与俄罗斯、蒙古、哈萨克斯坦等国的电力合作提供技术保障。
绕组变形、部件松动等内部机械类缺陷是导致变压器及高抗损坏的主要威胁。拒不完全统计，近十年来，该类缺陷隐患导致的设备事故占到统计总量的60%以上，经济损失巨大，并严重妨碍了电力能源可靠供应。同时，该类缺陷具有高隐蔽性特点，传统检测手段需停电下进行，导致运维人员难以随时、准确掌握设备内部机械状态情况。
针对上述现状，河北电科院提出了利用变压器及高抗运行中声音与振动信号开展缺陷诊断在线分析的方法，并于2017年、2019年两度获得国网公司科技立项支持。经过深入的理论分析、仿真模拟及实测验证，项目组在变压器(高抗)内部组件疲劳松动机制、振动信号产生与传播机理、振动特性敏感检测区域及机械缺陷诊断预警方法等方面取得技术突破，建立了完备的声振法机械缺陷分析理论体系，为技术的成功应用提供了科学依据。
据悉，该装置已成功应用于河北南部电网2座特高压变电站、5座物联网试点变电站等重要站点。以避免一起特高压设备事故计，装置的应用有效避免经济损失上亿元。根据评估测算，未来电网将引进千余台该监测装置，形成有效的设备机械隐患预警防线，助力坚强智能电网构建。
建设 特高压国家电网，实现能源资源优化配置 作为电网建设的重要目标和任务对于保证电源和电网安全稳定运行有着重要意义。美国、加拿大、俄罗斯、日本、意大利、西班牙等国家从上世纪七十年代就开始研究特高压输电技术，历经四十余年。近三四十年欧洲、北美等地发生的十几次大面积停电事件的教训是，交流电所供负荷越高，覆盖范围越大，越存在巨大安全隐患，因此必须通过联系紧密的特高压交流电网提供较为充裕的备用容量。电网很容易遭遇台风、暴雨、雷击、冰凌、污闪、军事破坏等天灾人祸，若无足够的备用容量，会将事故迅速蔓延扩大。因此，要保证电网安全运行，必须在规划、设计、建设、运行中研究电网结构，要按 分层分区 原则实行三道保护。国家电网和南方电网提出建设 特高压国家电网 的目标是实行能源资源优化配置。