近年来,变压器爆燃事故频发,不仅造成严重社会经济损失,更威胁我国能源安全与清洁能源消纳。当前,现有变压器主保护多为绝缘击穿后的“响应式”事后保护,无法防范爆燃;油色谱在线监测受气体扩散速度限制,难以应对快速发展的故障,传统技术手段存在明显短板。
为破解这一行业痛点,国网华北分部创新提出变压器绝缘击穿前主动防御跳闸的技术思路,牵头组建涵盖31家单位、数百人的“产学研用”一体化攻关团队,历时4年完成技术攻关与应用。该团队跳出传统思维定式,聚焦高能量放电精准跳闸,实现了从“事后补救”到“事前预防”的根本性转变,有效保护设备本体安全。
在技术研发过程中,团队突破传统实验室小模型实验的局限,在国内首次于5台500千伏真型变压器上开展破坏性放电实验,累计完成64次实验,涵盖多种易引发爆燃的故障类型,精准掌握了变压器油纸绝缘放电发展特性。针对传统外置式监测抗干扰弱、微弱信号捕捉率低的问题,团队首次发现套管CT的高频电流传感特性,研发出专用高频局放传感器,并提出内外部高频、超声、特高频传感器一体化布局方案,大幅提升信号采集的有效性与抗干扰能力。
故障识别方面,团队构建“三信号、三参数、七模块”主动防御联合判断机制,建立包含放电严重性、增长性等维度的分析体系,可在放电不同能量阶段发出对应报警、跳闸信号;结合专项抗干扰算法,能准确排除倒闸操作、外部电晕等16种典型干扰,实现“防拒动+防误动”双重目标。
历经上千个日夜攻坚克难,参照保护装置标准设计的主动防御装置成功问世,其可靠性和稳定性大幅优于现有局放监测设备。目前,该装置已应用于1000千伏锡盟—山东、±800千伏扎鲁特—青州等重点工程,覆盖110千伏至±800千伏等多电压等级,3年挂网运行中,在160余万次现场各类干扰下未发生一次误动。
该主动防御技术已通过专利许可模式完成成果转化,未来可广泛应用于电网企业、发电企业及各类用电单位,具备海外市场推广潜力,预计市场规模达百亿元级。由刘吉臻、邱爱慈院士领衔的鉴定委员会一致认定,该项目成果整体技术达到国际领先水平,为变压器绝缘故障防护提供了开创性解决方案。
国网华北分部相关负责人表示,未来将持续深耕变压器安全防护领域,推动主动防御技术迭代升级,让更多创新成果服务于新型电力系统建设,以科技力量守护我国能源安全与万家灯火。
——来自中国电力报
