陶濤

摘 要：作者針對變電站的實際運行情況，對變電站系統(tǒng)設備實施在線監(jiān)測，具有十分重要的意義，也是我國電力系統(tǒng)安全有效運行的基本保證。文章就在綜合分析變電站設備在線監(jiān)測模式的基礎上，探討了變電站設備在線監(jiān)測的常用技術。

關鍵詞：變電站設備；在線監(jiān)測；應用研究

隨著我國近年來電力行業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)運行的安全性監(jiān)測能夠為電力系統(tǒng)的安全運行提供可靠保證。由于現(xiàn)階段我國電網系統(tǒng)跨度較大且基礎設施較為薄弱，因而對變電站設備進行有效系統(tǒng)的在線監(jiān)測就顯得十分重要。特別是在電子信息時代的背景下，以先進的科學技術手段為基礎，在線監(jiān)測變電站設備，這不僅僅是電力系統(tǒng)安全運行的前提，也是我國電網改造建設的主要方向。所以，在電力系統(tǒng)的實際建設和發(fā)展過程中，應實現(xiàn)在線監(jiān)測平臺的建立和完善，利用在線監(jiān)測手段來對變電站設備電氣檢修工作中存在的問題進行有效彌補，從而有助于電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和安全性的提高。

1 變電站設備在線監(jiān)測的基本模式

隨著我國電力供應網絡的逐漸發(fā)展完善，以現(xiàn)代化的計算機網絡技術為基礎的變電站設備在線監(jiān)測的重要性逐漸得到了人們的認可和重視，利用信息網絡平臺對變電站設備進行在線監(jiān)測，有助于在線監(jiān)測工作效率和質量的提高。通過計算機系統(tǒng)進行變電站設備的在線監(jiān)測，有助于有效預警機制的實現(xiàn)，特別是計算機智能預警機制的應用，能夠在一定程度上促進我國電網預警機制建設速度的提高。另一方面，在建立預警機制時，應對預警機制的設計級別進行準確控制，以實際的在線監(jiān)測結果作為預警機制級別設計的依據(jù)，并實施反饋預警。利用有效的電子、計算機技術方法對運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)測，能夠實現(xiàn)計算機預警機制數(shù)據(jù)的有效分析，從而獲得合理的預警報告。只有這樣，變電站設備監(jiān)測人員才能夠及時發(fā)現(xiàn)和定位設備存在的問題，并組織相關檢修人員將故障問題進行及時有效地處理。同時，部分預警機制也能夠為變電站設備管理提供方便。

2 變電站設備在線監(jiān)測實例分析--以變壓器故障在線監(jiān)測為例

2.1 變壓器在線監(jiān)測裝置分類

變壓器故障主要是絕緣損壞，在故障發(fā)生之前還往往伴有局部放電現(xiàn)象，還會產生電波、電流脈沖、電磁波、超高頻電磁波光信號和乙烷、乙炔、甲烷、一氧化碳等氣體。通常采用對測量各種信號的測量的方法確定變壓器內部局部放電的嚴重程度。常用于變壓器在線檢測的項目及其監(jiān)測裝置監(jiān)測內容包括：油中溶解氣裝置，監(jiān)測油中氣體組分含量；套管監(jiān)測裝置，監(jiān)測套管介損、電容量；局部放電監(jiān)測裝置，監(jiān)測局部放電情況；有載分接開關監(jiān)測裝置，監(jiān)測分接開關檔位、機械特性；溫度監(jiān)測裝置，監(jiān)測油溫、冷卻器溫度；鐵芯電流監(jiān)測裝置，監(jiān)測鐵芯接地電流；電壓監(jiān)測裝置，監(jiān)測電壓與電流的有效值。

2.2變壓器在線監(jiān)測配置分析

2.3 具體實例

目前，我院設計的某500kV變電站已安裝了一套CIE-2000型在線監(jiān)測裝置。高壓設備絕緣狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)選擇了變壓器套管、鐵芯、電容式電壓互感器、電流互感器、氧化鋅避雷器為主要被測設備，其中避雷器測量泄漏全電流及其容性和阻性分量；變壓器套管、電容式電壓互感器、電流互感器測量其泄漏電流和介質損耗相對變化量，鐵心檢測泄漏電流，同時監(jiān)測和記錄現(xiàn)場溫度、濕度及瓷裙表面污穢電流等環(huán)境參數(shù)。文章以此為例介紹其運行情況及存在的問題。

2.3.1 系統(tǒng)介紹

第一，CIE-2000型絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)分三大部分。第一部分是就地信號采集單元，第二部分是前臺處理系統(tǒng)，第三部分為遠程數(shù)據(jù)分析和傳輸系統(tǒng)。前臺處理系統(tǒng)通過工業(yè)總線控制就地信號采集單元，用多種形式顯示，直觀對比當前與歷史數(shù)據(jù)曲線，并由內部局域網或向遠程數(shù)據(jù)分析和傳輸系統(tǒng)傳送。診斷軟件通過WEB遠程下載變電站當前、歷史數(shù)據(jù)，并可接入山東電力超高壓公司MIS系統(tǒng)，協(xié)助有關專業(yè)人員作出評估及管理。

第二，傳感器分為絕緣信號傳感器和電壓信號傳感器，采用全環(huán)氧澆注且?guī)цF殼屏蔽型，它在系統(tǒng)中起著獲取、變換信號的關鍵作用。為了保障檢測系統(tǒng)品質，末屏接地線采用大截面多股線，段子接線箱100號扁鐵接地，保證其接地可靠，信號電纜采用鎧裝屏蔽電纜，電纜頭加裝高強度絕緣護套，既防鼠、防機械損傷，又抗干擾、整齊美觀。

第三，目前的絕緣在線監(jiān)測產品基本都是用快速傅立葉變換（FFT）的方法來求介損。取運行設備PT的標準電壓信號與設備泄露電流信號直接經高速A/D采樣轉換后送入計算機，通過軟件的方法對信號進行頻普分析，僅抽取50HZ的基本信號進行計算求出介損。這種方法能很好地消除各種高次諧波的干擾，測試數(shù)據(jù)穩(wěn)定，能很好地反映出設備的絕緣變化。對于設備物理量的在線監(jiān)測則是通過置放傳感器探頭的方法采集信號，并轉換成數(shù)字信號送入計算機分析處理。

第四，CIE-2000型絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的測試精度一次泄漏電流：1%，設備等值電容：1.5%；系統(tǒng)電壓：1%，頻率：0.05HZ；介損測試精度：0.1%，避雷器有功電流：10%；避雷器全電流：5%。

2.3.2 CIE-2000型絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)特點

第一，信號采集單元設計原理采集單元就地采集所監(jiān)測設備的電壓、末屏電流等信號并進行數(shù)據(jù)處理，求得其幅度、相位等參數(shù)，進而可計算介質損耗角等電氣參數(shù)。

第二，采集單元設計特點采用DSP技術作為硬件平臺；傳感器采用高導磁率鐵心，可準確測量小信號的幅度及角度，屏蔽措施完備，干擾影響減少；前向放大部分采用低溫漂、高精度型運算放大器以及高精度電阻使模擬放大通道穩(wěn)定。

第三，監(jiān)測系統(tǒng)的選型要求系統(tǒng)采用與高壓設備沒有直接電氣連接的一匝穿芯式傳感器；選用分層分布式系統(tǒng)，就地采集電氣參數(shù)，應避免微安、毫安級小電流模擬信號的遠距離傳輸；施工安裝簡便，可維護性好；狀態(tài)數(shù)據(jù)就地測量要求準確、穩(wěn)定。不影響變電站設備的運行方式，特別是設備部件接地的要求。

3 結束語

綜上所述，隨著我國電力系統(tǒng)的快速發(fā)展，電力運行安全性問題也逐漸引起了人們的關注，特別是將現(xiàn)代化的電子信息技術應用于變電站設備在線監(jiān)測過程以后，能夠為變電站設備的安全運行奠定良好的基礎。目前變電站設備在線監(jiān)測已經越來越向著數(shù)字化、智能化、自動化的方向發(fā)展。

參考文獻

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