电力系统变电设备在线监测技术应用研究

电力系统变电设备在线监测技术应用研究

杨宇航 1 王振亚 2 杨秀余 3 李娜 4 张作鹏 5

1345国网重庆市电力公司检修分公司 重庆 400039 2重庆展帆电力工程勘察设计咨询有限公司 重庆 400039

摘要：在电力系统实际应用中，变电设备在线监测技术具有非常重要的实际意义，为实现电力系统变电设备安全可靠的运行提供了必要的有利条件。 随着我国智能电网的发展越来越快，有效运行的在线监测技术同时也可以为智能电网未来发展标准打下牢固的基础，也为日后我国智能电网的建设发展，指出了必要的研究方向。

关键词：电力系统；变电设备；在线监测技术；应用研究

1导言

近些年来，随着我国在线监测技术的不断发展进步，相关技术在我国电力系统中的应用愈发广泛，其确保其安全稳定的运行的重大作用，对于电力系统的正常运行具有深远意义。本文对于目前在电力系统中比较常见的几种在线监测技术进行研究，根据其技术原理和监测检修方法进行分析，为在实际生产中的应用提供科学依据。

2在线监测技术概述及其特点

2.1 在线检测技术概述

电力在线监测技术指的是通过在电力系统设备上安装智能网络数据采集系统，可以实现实时记录电表设备的实际运行状态，并根据其运行状态对其测量、诊断的一种检测系统技术。

2.2 在线监测技术的特点

在线监测技术特点主要体现在： 在电力系统中在线监测技术灵活可控。 在实际应用中，可以准确地测量精准的数据，保证采集数据的可靠性，在日常维护中，维护技术简单方便，应用变电设备在线监测技术可以提高了电力系统的工作效率。 同时，随着在电力系统领域中变电设备在线监测技术的实际应用价值愈加明显， 近年来对于线监测产品的需求呈上升趋势， 也是电力企业进一步完善电力系统状态检修的必要性工作，同时，智能电网战略的发展，对未来电网运行的可靠性提出了更高的要求， 而在线监测产品是其必不可少的重要组成部分。 因此为了全面实现电力设备电气化、智能化和电网状态检修的实施，需要加强智能电网技术与设备建设的同时，实现电网在线监测和预警系统的实施， 实现在线监测系统更加成熟、完善，进一步促进智能电网的实际应用。

3变压器常见故障及在线监测的必要性

3.1 绕组故障

变压器的绕组故障，主要是变压器内部的绕组出现了位移或者是短路所造成的。绕组的短路故障在判断过程中需要对内部的结构进行分析，以此为基础能够划分为 4种不同类型的短路故障，主要是包括层间短路故障、股间短路故障、匝间短路故障、并间短路故障。针对绕组故障进行大量的调查与测试以后，发现该类型的故障最主要的原因还是与变压器的制造工艺水平存在密切的关系。由于部分变压器的制造工艺表现出低水平的特点，因此在绕组结构的设计方面难以取得高度精密化的成绩，最终在变压器的长期高压运行下造成了绕组故障的现象。绕组故障在变电器的故障类型中是主要的类型，会造成变压器的运行温度表现出大幅度的提升问题，在部分严重的情况下还会造成轻重瓦斯的动作，对变压器造成的破坏、对变电系统造成的破坏都非常的严重。

3.2 铁芯故障

铁芯故障也是比较常见的故障类型，该类故障主要表现为 2 种：第一种类型是由于铁芯在运行的过程中出现了接地的问题，导致变压器的日常稳定运行出现了严重的阻碍，在静电感应的作用之下，铁芯会造成悬浮的问题，这会直接导致铁芯朝向大地释放一定的数量点，最终造成严重的故障现象；第二种类型，铁芯的运行过程中同样表现出接地的问题，但是有可能存在多点接地，此时会与变电器之间形成一个特殊的闭合回路。在这样的运行情况下，二者会遭受到主磁通的影响，电流的温度方面也会表现出大幅度地提升，变压器内部的气体得不到释放，最终造成瓦斯动作。铁芯故障所造成的破坏力非常惊人，所以在故障的识别、故障的监测力度上要进一步的提升。

3.3 分接开关故障

分接开关故障的出现并不偶然，该类故障主要分为两种，即有载分接开关故障、无载分接开关故障，其中，有载分接开关故障最为常见。该故障会酿成多种事故，主要体现在过度电阻击穿以及烧断方面。实际生产中，针对故障的原因进行分析，发现主要是因为变压器的密封方面不够优良，或者是在密封圈的长期应用以后出现了严重的老化。

4发电机定子绕组放电监测子系统

发电机定子绝缘损坏的主要原因是局部放电的产生与发展，监测这些放电对于随时了解定子绝缘的状况有重要意义。在发电机三相高压出线端和中性点电压互感器高压绕组入地线处安装电流传感器，以监测定子绝缘发生局部放电的脉冲电流。经过干扰抑制、高速 A/D 转换、数据采集，可将局部放电的有关信息记录下来，这些信息通过包括光祸合器的信号传输系统送入微计算机作进一步的处理、显示和存储。

5避雷器监测系统

在正常运行情况下，避雷器的主要电流为容性电流，阻性电流只占很少部分，当避雷器受潮、阀片老化、表面严重污秽时，容性电流可能变化不多，而阻性电流和三次谐波电流却大大增加。故监测避雷器全电流、阻性电流及三次谐波电流可以全面反映避雷器的绝缘状态。

6变电设备在线监测的要点

电力系统的塑造、优化与变电设备存在密切的关系，变电设备在线监测的技术应用实现了各类数据、信息实时获取的目标，同时能够在多类故障的解决过程中取得良好的效果。但变电设备在线监测的体系在未来需进一步健全，尤其是掌握好监测过程中的各类影响因素作用。

变电设备的内部联系比较紧密，一种故障发生以后很有可能引起另一种故障，这将对电力系统的安全性、稳定性必定造成巨大破坏。这就要求变电设备在线监测的过程中，对所有的故障在线监测方式做出全面的创新，加强大数据分析技术的运用，该项技术能够对已经获取的数据做出整理、分析，对于可能发生的故障，或者是发生概率较高的故障做出正确的判断。此外，变电设备在线监测的计算机数据、系统、平台建设需进一步加强，只有在信息化的监测措施上取得更好的进步，才能为电力行业的发展做出卓越的贡献。

7在线监测技术下检修技术的发展方向

开展电气设备状态检修就是保证电力系统可靠运行、减少设备事故的有效手段。随着社会的发展，可靠、优质的供电不仅是现代化大都市的重要标志，而且直接影响现代工业产品的质量。为此，采用新技术以提高供电的可靠性和电能质量已是十分紧迫的任务，如何高效、环保、可持续发展已成为电力行业的目标。除了进行电力体制改革，打破垄断，还应在电力系统各个环节引入竞争，从而迫使电力企业提高资源利用率，降低成本，提高服务质量来达到这个目标，并重点通过技术和服务创新，提高供电可靠性和电能质量，为电力用户提供增值服务，提高社会效益，从而增加售电量。

利用检测技术及相关设备的研制开发，广泛采用高可靠性、自动化、智能化、数字化监测设备，使监测诊断向监测、诊断、管理、调度系统化、集成化发展，直接服务于设备状态检修已成为当今电网设备检修技术发展的趋势。对主设备实行状态检修，减少停电时间和设备维护成本，采取先试点运行，积累经验，逐步实现新型变压器、断路器等重点设备的状态检修，待条件成熟后稳步推广，逐步向继电保护及自动化、输电线路状态检修延伸，使检修工作由“到期必修”转向“应修必修”，这将是供电企业状态检修发展的大方向。随着对设备可靠性和供电服务质量的要求日益提高，多种在线监测技术应用下，以在线监测数据为基础、开展以设备在线状态评估和检修策略精益化制定为特点的状态检修，已成为发展的必由之路。

8结语

所有的电力系统都是二十四小时不间断运行的，虽然会定期采用停电检测的方法来完成，但是获取的数据和信息的实时性、全面性明显不足，因此在预防设备故障的发生方面往往无法取得良好效果。变电设备在线监测的目的在于从源头上来直接搜集各类动态信息，不仅能够促进相关的技术措施上的创新，同时也在设备的综合优化方面给出了更多的参考和指导。

参考文献

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