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

刘涛

国网长治供电公司变电运维中心，山西长治 046000

摘要：当前，变电设备故障原因日趋复杂。对变电设备进行状态检修，要求尽量延长变电设备相应的检修周期，以促进变电设备潜力的充分发挥。对变电设备实施在线监测与状态检修，并对其检修周期进行正确推测，对变电设备的正常运行具有重要意义。因此，有必要采取有效策略强化变电设备在线监测与状态检修，有效保障变电设备的使用安全。

关键词：电力系统；变电设备；在线监测技术

1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。

2输变电设备状态在线监测与诊断技术

输变电设备的状态监测技术指所有可以获取输变电设备运行状态数据的方法和手段，常用的有在线监测、离线检测及试验、不与运行设备直接接触的监测三种方法。其中，在线监测技术是指直接安装在输变电设备本体上可以实时检测、记录表征设备运行状态特征量的测量系统及技术。

输变电设备状态在线监测与诊断技术的产生与发展是伴随着设备维修思想的变化而进行的。但是需要指出的是，设备状态在线监测不等于状态监测，设备状态诊断也不等于设备状态在线诊断。

设备状态诊断是一种思想，而设备状态在线诊断只是方法之一。设备状态在线诊断技术是把检测设置直接安装在设备上，对设备的故障类型、位置等参数进行获取，然后结合一些历史数据做出诊断。所有这些方法都要统摄在设备状态诊断之下，它要根据某一刻在线监测获取设备的某一特征量，把这一测量值与历史数据进行纵向和横向的比较，纵向比较指将其与历史数据进行对比分析，横向比较指将其与同类设备或同一设备不同的在线监测结果进行对比分析。

因此，基于在线诊断的要求，在线监测系统必须具有能反映各种特征量的监测功能、丰富的专家系统和智能化的诊断能力。

3在变电检修工程中应用在线监测技术的价值体现

线监测技术又可以称为创新型监测手段，其工作原理是通过相应数据的准确提取和分析找出故障产生的原因，进而为后期的维修提供重要的依据。通常情况下，设备由于自身故障都会造成无法挽回的经济损失，而在线监测技术的问世则高效地解决了这一情况。在线检测技术可以对运行中的设备进行实时的动态监测，只要设备运行中出现相应的故障，该系统可以第一时间发现并采取有效的解决措施。并且在线监测技术能够准确测试机械设备的绝缘参数及泄露电流，保证监测结果与实际相对应，提高真实性。

4将在线监测技术应用于设备的预防性试验

当前，传统的定期维修护理手段已无法满足多样化设备的实际需求。如果随意对各类设备实施检修，会对其功能及运行状态造成不同程度的破坏，同时加大了资源使用的数量，造成一定程度的浪费。此外在进行设备防范性试验时，由于对其电压的要求不高，在一定条件下会采用停止供电的方式进行，这就使得设备运行状态难以掌握，使检测结果缺乏可靠性。

在线监测技术可以对设备异常信号进行有效提取，为后续故障判断及解除创造了有利的条件。运用在线监测技术的实际目的是对设备运行过程中的具体情况予以检测，准确地找出设备运行中存在的缺陷，并对故障点进行合理的判断，之后再经过详细分析确定检修的时间，以免影响设备的运转。在线监测及故障排查处理的具体内容包括如下几方面：1）实现设备故障的动态监测和诊断。2）掌握在线监测设备运行的状态；3）系统监测信息的传导、处理及保存；4）收集设备运行状态的信号，提取故障特异性信号；5）提供行之有效的故障监测维修方案。

5变电设备在线监测技术及其运用

5.1变压器油中气体及微水在线监测

现场在线色谱仪通过管路与变压器的进出口阀连接即可工作，主变无须停电，实现对变压器油中7种故障组分（H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6和C2H2）、油中总含气量及油中微量水分的连续检测，具有检测灵敏度高、分析周期短和实验室数据一致的特点。测试油样技术处理达到要求后再返回变压器本体，确保了返回油的质量，真正做到全过程无污染、无损耗。

5.2变压器局放监测在线监测

使用特高频（UHF）传感器，安装在变压器箱体的油阀内，通过变压器壳体可有效屏蔽外部干扰，传感器耐高温、耐油、耐腐蚀，密封性好，可带电安装，可以无障碍地检测到变压器内部的局放源。

5.3铁芯及夹件接地电流在线监测

采用高精度及高稳定性的穿芯式零磁通电流传感器，对变压器铁芯对地的泄漏电流信号进行取样，通过对电流信号的运算和处理，剔除杂波干扰信号，得到实际接地泄漏电流信息。通过阈值判断、预测铁芯绝缘的健康状况。

5.4 GIS设备在线监测

采用特高频（UHF）法监测，传感器具有密封和屏蔽结构的特点，分为内置式和外置式传感器，安装在GIS封孔盖内侧或绝缘子敞开边缘上，接收放电源传来的电磁波信号。传感器装有前置放大器与过压保护装置，能在各种恶劣的气候（温度、湿度）及现场的强电磁干扰、无线电波干扰和机械振动环境下运行，具有抗干扰能力强，灵敏度高（不低于5pC），性能可靠稳定的特点。系统基于状态预警、跟踪测试、缺陷统计和自动诊断，达到及时发现GIS内部绝缘缺陷隐患与状态预警的目的，通过信息模式识别及故障类型诊断，实现局部放电故障点的准确定位。

5.5断路器动作特性在线监测

对断路器的状态监测分2个方面：机械状态监测和电寿命监测。断路器机械状态监测主要监测其传动机构和储能电机，对储能电机的监测针对储能电机的日储能次数、单次储能时间长短。对断路器电寿命的监测建立在触头累计磨损量模型的基础上，将电寿命与机械状态、电量和非电量的监测相结合，对高压断路器的在线监测和故障诊断具有很好的效果。

5.6避雷器及容性设备在线监测

避雷器的绝缘性能采用泄漏电流及阻性电流的增长率阈值作为判断依据。容性设备主要指电流互感器、电容性电压互感器、耦合电容器等，容性设备的绝缘性能采用泄漏电流、介损及电容量的增长率阈值作为判断依据。传感器的信号取样采用穿芯结构的有源零磁通设计技术。

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，同时能够在很多故障的解决过程中取得更好的效果。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，这对于电力系统的安全性、稳定性必定造成特别大的破坏。变电设备在线监测的过程中，要求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，该项技术在充分掌握以后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。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结语

我国在变电设备在线监测方面是高度关注，变电设备故障正在不断的下降。但是，变电设备在线监测的优化依然要考虑到不同区域电力系统的高度差异性，尤其是掌握好偏远山区变电设备的不足，通过变电设备在线监测来获取更多的信息，在各类变电基础设施上进一步加强，由此能够在变电设备在线监测的体系上进一步健全，推动电力事业向前发展。

参考文献

[1]王明新.变电设备在线监测技术应用研究[J].低碳世界,2018（4）：30-31.

[2]段嘉川.浅谈电力变电运行相关技术的分析[J].科技资讯,2015（30）：27-28.