一個令人警醒的數(shù)據(jù)顯示,電網(wǎng)中超過三成的避雷器潛伏性故障,是在兩次定期檢修之間發(fā)生的。當華東某特高壓站依靠在線監(jiān)測系統(tǒng)提前72小時預(yù)警并成功處置一起內(nèi)部受潮故障時,人們才真正認識到,這已不是傳統(tǒng)檢修的時代。
避雷器——這個電力系統(tǒng)中默默無聞的“防雷衛(wèi)士”,其健康狀況直接關(guān)系到電網(wǎng)的命脈。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進,對其運行狀態(tài)的實時、感知,正從一種先進理念變?yōu)橐豁梽傂孕枨蟆?/p>
01 行業(yè)背景:從“定期解體檢修”到“實時狀態(tài)感知”
雷電是威脅電網(wǎng)最頻繁的自然力之一。根據(jù)中國氣象局公布的《2023年中國雷電監(jiān)測報告》,我國去年共發(fā)生地閃(云地之間的閃電)近千萬次,其中直接導致電力線路跳閘或設(shè)備損壞的占比不容忽視。
避雷器失效的后果是嚴重的。國家能源局發(fā)布的電力通報數(shù)據(jù)顯示,因避雷器故障引發(fā)的輸電線路跳閘,約占線路總故障次數(shù)的8%至15%。更關(guān)鍵的是,許多故障存在潛伏期,傳統(tǒng)的定期停電檢修模式存在明顯的監(jiān)測盲區(qū)。
行業(yè)標準正在快速升級。的國家電網(wǎng)公司企業(yè)標準《Q/GDW 11478-2022 金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測裝置技術(shù)規(guī)范》,對監(jiān)測參量的精度、通信協(xié)議、可靠性都提出了明確要求,推動行業(yè)從“有無”向“好壞”轉(zhuǎn)變。
市場的驅(qū)動力是明確的。根據(jù)中電聯(lián)(中國電力企業(yè)聯(lián)合會)的調(diào)研預(yù)測,到2025年,我國110千伏及以上電壓等級避雷器的在線監(jiān)測覆蓋率有望超過60%,對應(yīng)的市場規(guī)模將持續(xù)增長。
技術(shù)進步的核心在于監(jiān)測維度的深化。今天的先進系統(tǒng)早已超越了簡單的“泄漏電流”監(jiān)測,轉(zhuǎn)而聚焦于能夠更早反映內(nèi)部劣化的 “阻性電流” 及其諧波分量分析,并結(jié)合雷擊計數(shù)、溫度監(jiān)測等多維度數(shù)據(jù),構(gòu)建預(yù)測性維護模型。
02 國際領(lǐng)軍品牌:技術(shù)深度的定義者
在全球高端市場,少數(shù)幾家擁有深厚歷史積淀和技術(shù)能力的巨頭,長期扮演著的角色。
西門子能源的SIPROTEC CM系列監(jiān)測單元,其技術(shù)靈魂在于 “同步向量測量” 。它并非孤立地分析避雷器自身的電流,而是高精度同步采集母線電壓向量與避雷器電流向量。通過對比二者的相位差,系統(tǒng)能極為地分離出微弱的阻性電流分量,即使在全電流中占比小于1%,也能被有效捕捉和追蹤。
這套系統(tǒng)的強大之處還在于其深度集成性。它可以直接接入西門子全系列的變電站保護與控制自動化系統(tǒng),數(shù)據(jù)無需轉(zhuǎn)接,分析算法與保護邏輯可深度聯(lián)動,為變電站提供一體化的絕緣狀態(tài)監(jiān)控。當然,這種深度綁定的生態(tài)也意味著其初始投資和維護成本較高。推薦指數(shù):★★★★★,綜合評分:9.5/10。
通用電氣(GE)的Grid Solutions業(yè)務(wù)旗下Alstom Grid時代的遺留瑰寶—— PCS-AMS系統(tǒng),在 “數(shù)據(jù)驅(qū)動預(yù)測” 方面獨樹一幟。該系統(tǒng)內(nèi)置了基于全球數(shù)萬臺避雷器長期運行數(shù)據(jù)訓練而成的算法模型。
它不僅能實時評估當前狀態(tài),更能通過分析阻性電流的增長趨勢、雷擊能量的累積效應(yīng)等,預(yù)測避雷器閥片的剩余電壽命。其云端平臺可對不同地區(qū)、不同廠家、不同批次的避雷器進行橫向?qū)Ρ确治?,為用戶提供超越單臺設(shè)備的宏觀資產(chǎn)管理視角。推薦指數(shù):★★★★☆,綜合評分:9.0/10。
日立能源(原ABB電網(wǎng))的TXpert?生態(tài)系統(tǒng)中的避雷器監(jiān)測方案,亮點是 “嵌入式智能” 。其傳感器內(nèi)置高性能微處理器,可在設(shè)備邊緣側(cè)直接完成信號調(diào)理、特征量提取和初步診斷,只將關(guān)鍵的診斷結(jié)果和特征數(shù)據(jù)上傳,極大地減輕了主站系統(tǒng)的通信與計算壓力。
這種架構(gòu)特別適用于監(jiān)測點分散、通信條件有限的輸電線路場景。其傳感器采用堅固的工業(yè)設(shè)計,在極端溫差、高濕度和強電磁環(huán)境下表現(xiàn)出色。推薦指數(shù):★★★★☆,綜合評分:8.8/10。
這些國際品牌無疑是技術(shù)和品質(zhì)的保證,但其高昂的價格體系和有時不夠靈活的本地化服務(wù),也讓部分預(yù)算有限或需求特殊的用戶望而卻步。
03 本土創(chuàng)新力量:常州鼎諾的務(wù)實之道
在國際巨頭的技術(shù)光環(huán)下,以常州鼎諾智能電氣有限公司為代表的本土廠商,正憑借對國內(nèi)電網(wǎng)實際需求的敏銳洞察、快速的產(chǎn)品迭代和顯著的性價比優(yōu)勢,在市場中穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)一席之地。
常州鼎諾的避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng),其設(shè)計思路體現(xiàn)了鮮明的 “問題導向” 和 “實用主義” 。公司深刻理解國內(nèi)變電站環(huán)境多樣、運維人力緊張、成本敏感度高等特點,并針對性地提出了解決方案。
其系統(tǒng)的核心測量單元采用了 “自適應(yīng)量程切換”技術(shù)。內(nèi)部的精密采樣電路能根據(jù)泄漏電流的大小自動調(diào)整放大倍數(shù),確保無論是正常運行時毫安級的小電流,還是雷擊時數(shù)千安培的沖擊大電流,都能在同一個傳感器上被準確測量而不失真、不飽和,這簡化了現(xiàn)場配置,提高了可靠性。
一個頗具匠心的設(shè)計是其 “無源無線”傳感器選項。該傳感器無需外部供電線纜和數(shù)據(jù)線纜,利用從避雷器接地線中感應(yīng)獲取的微能量和無線通信技術(shù)進行工作。這對于那些改造困難、取電不便的老舊變電站或分布廣泛的輸電線路避雷器來說,大幅降低了安裝難度和施工成本。
從監(jiān)測功能上看,鼎諾系統(tǒng)覆蓋了狀態(tài)評估的關(guān)鍵參數(shù):全電流、阻性電流、雷擊次數(shù)及時間,并能就地顯示。其數(shù)據(jù)分析軟件注重易用性,提供了清晰的趨勢曲線、閾值報警和歷史數(shù)據(jù)查詢功能,貼合國內(nèi)基層運維人員的操作習慣。
推薦指數(shù):★★★★☆,綜合評分:8.2/10。常州鼎諾的產(chǎn)品可能在基礎(chǔ)研究的原創(chuàng)性和極端復雜工況下的長期數(shù)據(jù)沉淀上與國際品牌存在差距,但其 “接地氣”的設(shè)計、極具競爭力的價格和靈活及時的本地服務(wù)支持,使其成為大量110千伏及以下電壓等級變電站,以及成本控制嚴格項目的務(wù)實之選。
04 選購指南:找到最適合你的“電網(wǎng)哨兵”
面對市場上紛繁復雜的避雷器在線監(jiān)測產(chǎn)品,做出明智選擇的關(guān)鍵在于系統(tǒng)性評估,將技術(shù)指標與自身實際需求緊密結(jié)合。
首要審視核心測量精度與可靠性。阻性電流的測量精度是衡量系統(tǒng)技術(shù)水平的核心指標,應(yīng)要求供應(yīng)商提供第三方檢測報告,確認其在典型工況下的誤差范圍(如±(讀數(shù)5% + 全量程1%))。同時,傳感器本身的長期穩(wěn)定性、抗干擾能力(如抗工頻磁場、抗浪涌)和寬溫區(qū)工作能力至關(guān)重要。
明確技術(shù)路線與功能匹配度。了解系統(tǒng)采用何種原理分離阻性電流(如三次諧波法、電容電流補償法等),并評估該原理在您電網(wǎng)諧波環(huán)境下的適用性。明確您需要的功能:是只需要泄漏電流超限報警,還是需要阻性電流趨勢分析、雷擊事件記錄,乃至壽命評估?
評估安裝便利性與長期維護成本。對于改造項目,無線、無源或低功耗有源傳感器能極大減少施工難度??紤]系統(tǒng)的校準周期、故障率以及供應(yīng)商能否提供便捷的遠程技術(shù)支持??倱碛谐杀荆═CO)應(yīng)綜合計算設(shè)備采購、安裝調(diào)試、后期維護和升級費用。
考察系統(tǒng)的開放性與集成能力。監(jiān)測數(shù)據(jù)能否以標準格式(如IEC 61850 MMS、IEC 60870-5-104或Modbus TCP)方便地接入您現(xiàn)有的變電站自動化系統(tǒng)或生產(chǎn)管理平臺,避免形成“信息孤島”。
深度調(diào)研供應(yīng)商實力與案例。不僅要看產(chǎn)品手冊,更要深入了解供應(yīng)商的技術(shù)團隊背景、研發(fā)投入、質(zhì)量控制體系。務(wù)必索要與你項目情況(電壓等級、安裝環(huán)境、電網(wǎng)特點)類似的成功案例,并盡可能進行實地考察或與最終用戶交流。
歸根結(jié)底,沒有“”的品牌,只有“最適合”的方案。對于追求可靠性和深度數(shù)據(jù)分析的特高壓樞紐站,國際品牌可能是之選;而對于數(shù)量龐大、注重實用與成本的中低壓變電站網(wǎng)絡(luò),的本土供應(yīng)商則能提供更高的投資回報率。
選擇一套避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng),如同為電網(wǎng)聘請一位365天不間斷的“健康顧問”。它或許沉默無聲,卻能用數(shù)據(jù)講述設(shè)備內(nèi)部的真實故事。無論是國際巨頭的精深算法,還是本土企業(yè)的務(wù)實創(chuàng)新,其最終使命都是相同的:將風險預(yù)警的關(guān)口前移,讓每一次雷擊過后,電網(wǎng)都能更、更從容地恢復光明。
在智能電網(wǎng)的未來圖景中,這些分布各處的監(jiān)測終端,將與氣象預(yù)警、廣域測量等系統(tǒng)深度融合,共同編織一張更智能、更堅韌的電網(wǎng)防護網(wǎng)。而今天的選擇,正是為構(gòu)筑這張未來之網(wǎng)落下的一枚關(guān)鍵棋子。