楊 超,劉 峰（沈陽電業(yè)局電氣安裝公司，遼寧沈陽，110003）

淺談變電站設(shè)備的在線監(jiān)測

楊 超,劉 峰
（沈陽電業(yè)局電氣安裝公司，遼寧沈陽，110003）

隨著社會和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力用戶對供電可靠性的要求越來越高。因此，對變電站設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測，確保供電系統(tǒng)安全可靠運行愈發(fā)重要。本文首先闡述了變電站在線監(jiān)測的重要意義，之后提出了在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求。在對監(jiān)測系統(tǒng)簡介中，概括了系統(tǒng)的組成，介紹了六類變電站常用的在線監(jiān)測，最后從實際應(yīng)用角度出發(fā)，對各類在線監(jiān)測作了比較分析，對工程應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

變電站；在線監(jiān)測；可靠運行

1 實現(xiàn)變電站設(shè)備在線監(jiān)測的意義

第一，通過對電力設(shè)備的運行狀態(tài)和參數(shù)進(jìn)行連續(xù)或周期性地自動監(jiān)視監(jiān)測，能盡早地發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備潛在的不正常因素，以便及時采取措施處理，或轉(zhuǎn)移負(fù)荷。防止?jié)撛诘牟徽Ｒ蛩匕l(fā)展成為事故，造成設(shè)備損壞或供電的損失。第二，通過在線監(jiān)測裝置提供的運行電力設(shè)備的運行狀況和參數(shù)分析可得出電力設(shè)備的“健康狀況”，確定電力設(shè)備是否需要檢修。第三，在線監(jiān)測系統(tǒng)可以實現(xiàn)信息遠(yuǎn)傳，對于無人值班變電站可實現(xiàn)設(shè)備的遠(yuǎn)方監(jiān)視。第四，通過在線監(jiān)測可積累設(shè)備的運行資料，以利于電力設(shè)備的科學(xué)管理。

2 對在線監(jiān)測系統(tǒng)的要求

一是在線監(jiān)測系統(tǒng)必須安全、可靠，它的接入不應(yīng)改變被監(jiān)測設(shè)備的完整性和正常運行，不能增加被監(jiān)視設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)；二是在線監(jiān)測系統(tǒng)技術(shù)成熟、先進(jìn)，具有測量數(shù)字化、功能集成化、通信網(wǎng)絡(luò)化等主要技術(shù)特征；三是在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)該經(jīng)濟(jì)、實用。

3 在線監(jiān)測系統(tǒng)簡介

3.1 在線監(jiān)測系統(tǒng)的組成

變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)主要由在線監(jiān)測裝置、綜合監(jiān)測單元和站端檢測單元組成，實現(xiàn)在線監(jiān)測狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、后臺處理及存儲轉(zhuǎn)發(fā)功能。在線監(jiān)測裝置主要指安裝在被監(jiān)測設(shè)備上或附近的傳感器，用以自動采集，處理和發(fā)送被監(jiān)測設(shè)備的狀態(tài)信息。監(jiān)測裝置能通過現(xiàn)場總線、以太網(wǎng)、無線等通信方式與綜合監(jiān)測單元或直接與站端監(jiān)測單元通信。綜合監(jiān)測單元是以被監(jiān)測設(shè)備為對象，接收安裝在被監(jiān)測設(shè)備上的在線監(jiān)測裝置發(fā)送的數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，實現(xiàn)與站端監(jiān)測單元進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)的通信。站端監(jiān)測單元即在線監(jiān)測系統(tǒng)的后臺機(jī)，以變電站為對象，承擔(dān)站內(nèi)全部監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和對監(jiān)測裝置、綜合監(jiān)測單元的管理。實現(xiàn)對監(jiān)測數(shù)據(jù)的綜合分析、預(yù)警功能，以及對監(jiān)測裝置和綜合監(jiān)測單元設(shè)置參數(shù)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、對時、強(qiáng)制重啟等控制功能，并能與變電站的監(jiān)控系統(tǒng)和系統(tǒng)主站進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化通信。

3.2 變電站常用的在線監(jiān)測

3.2.1 帶油設(shè)備配置的油中溶解氣體在線監(jiān)測

變壓器等油浸設(shè)備油中的溶解氣體（含微水）在線監(jiān)測，是采用色譜分析法，實時監(jiān)測變壓器油中的溶解氣體及微水含量，監(jiān)測的氣體包括氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔、乙烷，可擴(kuò)展監(jiān)測二氧化碳及微水。根據(jù)所測氣體的色譜分析結(jié)果，判斷變壓器的運行狀況。根據(jù)GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則》及制造商積累的經(jīng)驗，按照“唯一性標(biāo)識、故障部位、故障模式（內(nèi)部放電類型）、風(fēng)險程度（用百分?jǐn)?shù)表示）”的報文格式提出監(jiān)測報告。被監(jiān)測的油浸設(shè)備應(yīng)有符合色譜法取樣要求的專門管路，并能在設(shè)備不停電條件下進(jìn)行維護(hù)，且不得降低帶油設(shè)備本身的密封性能。

3.2.3 避雷器的在線監(jiān)測

在正常情況下，氧化鋅避雷器內(nèi)部有阻性和容性電流通過，其中以容性電流為主。當(dāng)避雷器在工頻電壓、沖擊電壓及內(nèi)部受潮等因素的長期作用下而趨于老化時，絕緣特性遭到破壞，表現(xiàn)為阻性電流增加，并可能引起熱崩潰，致使避雷器發(fā)生爆炸。避雷器在線監(jiān)測除了具備監(jiān)測避雷器持續(xù)電流及記錄避雷器動作次數(shù)的功能外，其最大特點是能監(jiān)測三相避雷器持續(xù)電流（泄漏電流）矢量和的值，即3值。監(jiān)測器利用3值與阻性電流增量緊密相關(guān)的關(guān)系，能夠及時監(jiān)測到避雷器的早期故障，向變電站監(jiān)控中心發(fā)送避雷器運行異常信息，從而達(dá)到故障報警的目的。

3.2.4 斷路器機(jī)構(gòu)狀態(tài)及三相分、合閘同期性的監(jiān)測

通過監(jiān)測動觸頭運動特性的分、合閘實踐、速度、行程、超程來反映同期性問題，并監(jiān)測動力機(jī)構(gòu)、傳動機(jī)構(gòu)的運行情況以及連接狀態(tài)。斷路器只有保證有適當(dāng)?shù)姆?、合閘時間，才能充分發(fā)揮其開斷電流的能力。如果分閘時間過長，則會使燃弧時間增加，特別是在切除短路故障時，燃弧時間長可能會使觸頭燒損，甚至發(fā)生爆炸。分、合閘時間嚴(yán)重不同期，將造成線路或變壓器非全相接入或切斷，甚至出現(xiàn)危害絕緣的過電壓?？梢?，分、合閘時間及同期性是斷路器性能的重要保證。

3.2.5 電氣設(shè)備局部放電的在線監(jiān)測

局部放電主要是電氣設(shè)備在高電壓作用下，其內(nèi)部絕緣發(fā)生的發(fā)電現(xiàn)象。這種放電只存在于絕緣的局部位置，不會立即形成整個絕緣貫穿性擊穿或閃絡(luò)，所以稱為局部放電。產(chǎn)生局部放電的原因有：電場過于集中于某點，或者說某點電場強(qiáng)度過大，如固體介質(zhì)有氣泡，雜質(zhì)未除凈；絕緣油中含水、含氣、有懸浮顆粒；不同的介質(zhì)組合中，在界面處有嚴(yán)重的電場畸變。局部放電的痕跡在固體絕緣上常常只留下一個小斑點，或樹枝形燒痕；在絕緣油中，則出現(xiàn)一些分解的小氣泡。局部放電時間雖短，能量也很小，但具有很大的危害性，它的長期存在對絕緣材料將產(chǎn)生較大的破壞作用。

4 各類在線監(jiān)測的比較分析

目前，油浸設(shè)備的油中溶解氣體在線監(jiān)測、六氟化硫氣體絕緣開關(guān)設(shè)備氣體壓力和濕度在線監(jiān)測、避雷器的在線監(jiān)測在工程中應(yīng)用效果較好，費用不高，可推廣采用。局部放電在線監(jiān)測費用較高，投入運行的較少，實際運行的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性不高，不宜在工程中大量采用。斷路器的在線監(jiān)測比較復(fù)雜，也不宜在工程中大量采用。在實際工程中，如站內(nèi)多種設(shè)備、多種參量均配置在線監(jiān)測系統(tǒng)，設(shè)備投資較高。考慮到經(jīng)濟(jì)性因素，可采用在線監(jiān)測和離線監(jiān)測相結(jié)合的方式，建議在較低電壓等級、重要性相對較低的某些設(shè)備參量，如GIS局部放電等，可采用預(yù)置傳感器，預(yù)留數(shù)據(jù)接口，通過便攜裝置進(jìn)行離線監(jiān)測，通過在線與離線的有機(jī)結(jié)合，在實現(xiàn)全面監(jiān)測的基礎(chǔ)上降低設(shè)備造價。

[1]宋繼成.220-500kV變電站電氣接線設(shè)計[J].北京：中國電力出版社,2014.

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On-line monitoring of substation equipment

Yang Chao,Liu Feng
（Shenyang Electric Power Bureau electrical installation company,Liaoning Shenyang,110003）

With the social and economic development, electricity supply reliability users have become increasingly demanding. Therefore, the substation equipment online monitoring to ensure safe and reliable operation of the power supply system become more important. This paper describes the importance of on-line monitoring of the substation, after proposed requirements online monitoring system. In the introduction of the monitoring system, it summarizes the components of the system, introduced six substation common line monitoring, and finally from the practical point of view, a comparative analysis of various types of online monitoring, guiding significance for engineering applications.

Substation on-line monitoring and reliable operation

TM63;TM764

A

楊超（1984-），男，漢族，一級建造師，本科，畢業(yè)于遼寧工程技術(shù)大學(xué)自動化專業(yè)，主要從事變電站工程建設(shè)管理工作。

劉峰（1988-），男，漢族，助理工程師，本科，畢業(yè)于沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)電氣工程及自動化專業(yè)，主要從事變電站工程建設(shè)管理工作。