浅谈变电设备运行工况在线监测装置的研究

浅谈变电设备运行工况在线监测装置的研究

罗帅

国网通辽供电公司科尔沁变电工区 内蒙古通辽市 028000

摘要：近些年，随着工业、经济等的发展，各领域对电力的需求也在不断增加，故有效维护变电运行的安全性和稳定性则显得尤为重要，但是人为因素、自然因素导致变电站在运行的时候出现了很多设备故障和问题，而这些故障和问题若得不到有效的解决，将会对生产和生活产生严重的影响，故需要对变电运行设备故障做好有效的修复，加强变电设备运行工况在线监测，使电力系统能保持高效、稳定和安全的运行。

关键词：变电设备运行工况；在线监测装置；

前言：变电站继电保护及自动化装置是电力系统重要组成部分，是电网安全稳定运行的重要保障，对防止电力系统故障的发生和扩大起着决定性作用。电力系统具有复杂性和庞杂性的特点，在其运行的过程中，不管是哪一部分出现问题，都会造成电力资源的浪费，造成生产和财产威胁。因此变电运行设备需要不断地进行故障检查，并做好及时的修复，这样才能够保证电力系统更稳定、更安全地发展。

一、变电运行设备常见故障分析

1.负载短路故障

变电运行设备如果发生负载短路，那么短时间内则会形成较大的电流，而电流经过了变压器，则会导致其内部线圈上的绝缘漆被烧毁，这样变压器就没有办法继续正常运转，对整个变电工作的影响也是较大的。再者，变电运行设备若出现接地的现象也会导致短路，设备接地还会使变压器中的油质发生变化，甚至会导致设备烧毁，故为了使变压器能够应对负载短路的故障，通常会在变压器的两侧安装防护装置。

2 电压过载故障

在电力系统中，变电运行设备会由于所处的天气环境较为恶劣而导致避雷作用减弱的现象发生，而户外的变压器则会因为受到雷击遭受到瞬间超高压，常常会导致变压器内部结构受损甚至毁损，再者若由于工作人员出现操作错误，有可能会使变压器两端出现电压较高的现象，最终使得变压器无法正常工作。

3 电源故障

作为电力系统中的变电设备，其自身的运行也是需要稳定电源的。若电源出现故障，那么就有可能会导致变电运行设备陷入瘫痪，而在实践运行中，供电电源故障并不常见，但是一旦这一故障出现，整个变电系统都将会受到重大的影响，故做好该方面的故障防护及解决是非常重要的。

4 跳闸故障

跳闸故障是最为常见的故障类型，该故障出现的原因有错误操作开关、母线跳闸、越级跳闸三种。实际上，引起跳闸的原因是多种多样的，具体应依据相关的表征和价差来进行原因分析。

2. 变电设备运行工况在线监测装置

1.在线监测系统监测的对象和项目。高压电气设备绝缘在线监测技术是在电气设备处于运行状态中，利用其工作电压来监测绝缘的各种特征参数。因此，能真实地反映电气设备绝缘的运行工况。从而对绝缘状况做出比较准确的判断。在线监测技术可以根据变电站中不同电气设备进行监测，监测其介质损耗、电容量、泄漏电流、绝缘电阻、母线电压和三相不平衡信号等电气参数。随着在线监测技术的不断发展，其监测的电气量也不断增加，可以根据需要监测所需的电气量。

2.在线监测系统的一般功能。近几年研制的高电压设备绝缘在线监测系统，既能对带电设备的绝缘特性参数实时测量，又能对获取数据进行分析处理。一般具有以下功能。(1)测量避雷器在运行中的阻、容性电流变化情况，掌握其内部绝缘受潮以及阀片老化情况。(2)测量电容式电压互感器、耦合电容器、电流互感器、套管等容性设备的泄漏电流和介质损耗，掌握其内部受潮和绝缘老化及损坏缺陷。(3)测量充油设备绝缘油的内部可燃性气体变化情况，掌握设备内部有无过热、放电等缺陷。(4)检测阻抗稳定，不受变电站强电磁干扰的影响，在系统操作过电压、雷电过电压作用下具有自保护性，不发生性能变化和软件损坏现象。(5)检测信号传输质量，不发生失真和对其附近的其他信号产生影响，同时也不受其他信号的干扰。(6)具有专家分析功能，智能化判断设备内部绝缘。 (7)系统分析数据能够远程传输，实现数据共享。

3.在线监测系统工作原理。各传感器获取的变压器等电力设备的相关信号。经过通道选择控制器送入底层的数据采集系统，然后经处理后的数字信号送入变电站终端管理计算机。该计算机上安装有电力设备状态诊断专家系统，可对各设备的绝缘状态做出自动、准确的判断。

4.故障诊断及信息处理软件系统。在线监测系统操作依靠软件控制完成，并由诊断软件对采集进来的信号进行分析处理。软件采用模块化、标准化设计，内部软件、存储器、采集通路等各单元程序可进行自检、白诊断，具有较高的可靠性和灵活性。监测工作站定时检查，一旦发现错误，立即给出提示，并向上级管理层单元传送信息。正常运行时，系统可随时在线监测、记录电力设备的状态，并利用诊断专家系统对设备的运行状态进行分析判断，定时向远端控制中心发送数据。出现异常时，快速采集、处理故障数据，保护动作迅速消除故障，使故障限制在最小范围内。同时完成在线计算、存储、统计、分析报表、远传和保证电能质量的自动和遥控调整等功能。

5远程诊断系统。远程诊断中心可通过以太网与远程的一个或数个前置监控系统构成网络，可以监控本区域内的数座变电站。区域控制中心可通过局级控制中心通信，反映设备故障情况。局级控制中心作为本系统的超级用户，也可对某区域电站工作状态进行查询，必要时可直接对变电站进行调度。整个系统构成一个大的分布式系统。系统的功能如下。(1)受监控设备处的下位(微)机能不断地对设备状态进行巡回检测。(2)下位机一旦发现设备有异常状态能自动向上级监控主机(即上位机)报警，并将设备的状态数据传送给 上位机。相应地，上位机能及时自动应答，接收数据。

6.评估系统。保护装置的运行温度是影响保护装置性能的重要因素，保护装置输出的电压质量可以直接反应保护装置的性能，而保护装置和监控后台及调度的通讯状况也反映了保护装置的功能特性，因此可以通过分析保护装置的通讯报文分析其性能。采用直流电压隔离变送器将保护装置电源插件输出的直流电压转换为标准电流信号；用PTl00铂电阻测量保护装置本体温度，通过温度送变器将测量到的温度数据转换为标准的电流信号；再用模拟量采集模块，将保护装置本体温度和保护装置输出直流电压发送给在线评估装置供评估使用。通讯过程中常见时间量包括保护装置主动发送报文周期，SOE发送延时，遥控执行完成周期，召唤报文响应时间等量，通过监听通讯报文，提取这些参数并将其直观的显示在分析评估界面上。通过通讯监听的方式抓取保护装置和变电站当地监控电脑及远动调度的通讯报文，分析计算保护装置主动发送报文平均发送周期、SOE发送平均延时、召唤报文平均延时、遥控完成平均执行时间，通过这些参数评估保护装置的功能性能的变化。

结束语：变电站是电力能源输配过程中的中间环节，其直接承担了电力系统中的变压与电力分配职责，借助于变压器设备来把多个存在明显差异电压的电网系统联系起来，而后对其重新实施变压调制与电能配置。变电站的安全性将会直接影响到整个电网系统的安全程度。变电设备运行工况在线监测装置对于变电设备运行具有重要作用，技术人员要加强对其研究，确保研发成果，以成功应用到变电站中，保障电网系统的安全运行。

参考文献：

1.张宁，徐鸿礼，苏杨.变电运行设备的运行维护与安全措施解析[J].工程技术研究，2019（08）：108-109.

2王攀，刘宇，陈且青.变电运行设备维护技术在电力系统中的应用[J].中国设备工程，2019（10）：97-98.