張慧

摘?要：隨著輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的深入應用，智能電網(wǎng)建設(shè)加速發(fā)展，電力設(shè)備在線監(jiān)測得到了廣泛應用，提高了電網(wǎng)供電可靠性，為此闡述了變電站一次設(shè)備的在線監(jiān)測應用情況，結(jié)合實際應用提出了目前在線監(jiān)測存在問題及解決措施和建議，對在線監(jiān)測工程應用具有指導意義。

關(guān)鍵詞：變電站;電氣設(shè)備;在線監(jiān)測

為降低停電和維修費用，人們開始關(guān)注在帶電測量技術(shù)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新監(jiān)測技術(shù)——在線監(jiān)測，并探索以在監(jiān)測為基礎(chǔ)的狀態(tài)維修。

一、變電站電氣設(shè)備在線檢測技術(shù)概述

目前，我國變電站對于電氣設(shè)備的主要檢測方式是預防性試驗，而通常預防性試驗電壓遠遠低于運行電壓， 在低電壓的情況下有的在線監(jiān)測結(jié)果是正常的，但是有的絕緣缺陷只能夠在高電壓的情況下暴露出來，這就導致預防性試驗無法及時準確地發(fā)現(xiàn)故障，帶來了潛在的安全隱患。一旦隱患爆發(fā)，通常意味著巨大的經(jīng)濟損失，有時還會出現(xiàn)人員傷亡。但是當前這種對于電氣設(shè)備的檢測方式短期內(nèi)難以改變，只能夠?qū)で罅硗獾臋z測技術(shù)。

變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)為電氣設(shè)備的檢測方式提供了新的思路，科技的發(fā)展使得建立變電站的電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)成為了可能，各種高靈敏度的傳感器可以及時收集電路的運行情況，采集相關(guān)的信息后交由計算機進行處理，確認電路是否運轉(zhuǎn)正常，能夠有效保障電力系統(tǒng)的安全運行。

二、在線監(jiān)測系統(tǒng)的原理

變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)是利用各種高精度的傳感器來實時收集變壓器、電容型設(shè)備、電力傳輸線路的運行情況，然后經(jīng)由計算機進行處理之后呈遞給操作人員的一種在線監(jiān)測的方式。通過各種傳感器，如電磁傳感器、力學量傳感器、聲參數(shù)傳感器、熱參數(shù)傳感器、化學量傳感器等的應用能夠?qū)⒏鞣N物理信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?，?jīng)過電腦處理分析之后呈遞給操作人員，由操作人員判斷線路是否異常，是否該停電檢修。變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的運用能夠提高監(jiān)測的時效性和準確性，在故障還不是太嚴重之前就及時消除，這樣能夠有效減少相關(guān)維護人員的工作量和工作強度。

變壓器油中溶解氣體監(jiān)測部分通過控制處理部分可以獨立構(gòu)成單元，實現(xiàn)油中溶解氣體的監(jiān)測，并且通過通訊部分轉(zhuǎn)接到工業(yè)控制計算機，實現(xiàn)了對多臺變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測。變壓器套管絕緣、電容性設(shè)備介損、MOA 阻性電流的監(jiān)測，通過各自相應的電流傳感器獲取信號，經(jīng)信號控制處理部分，再將數(shù)據(jù)聯(lián)系到工業(yè)控制計算機，這樣便于實現(xiàn)對多個電容性設(shè)備和MOA阻性電流的監(jiān)測。最后監(jiān)測數(shù)據(jù)經(jīng)遠程通訊，傳送到供電局內(nèi)MIS 系統(tǒng)上，實施對設(shè)備絕緣的及時監(jiān)督。

2.1 變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測單元

當前幾乎所有的大型變壓器中都會使用到變壓器油來提高變壓器的絕緣和散熱性能。變壓器油作為一種有機材料，在長期的使用過程中肯定會發(fā)生變質(zhì)的情況，在熱、電、氧、水等多種因素作用下這種變質(zhì)是難以避免的，而變壓器油在變質(zhì)的過程中會裂解出來一些分子氣體。通過相應的色譜分析可以了解分子氣體的產(chǎn)生量，從而反映變壓器油的變質(zhì)情況，不僅可以在變壓器油變質(zhì)到一定程度時及時替換，還可以借變壓器油的變質(zhì)進程來側(cè)面反映變壓器的運行是否正常。常見的變壓器的監(jiān)測裝置主要由油氣分離單元、氣體檢測單元和微機處理、控制及診斷單元組成，借助某些合成材料薄膜的透氣性可以將變壓器油與變質(zhì)產(chǎn)生的氣體分開，然后對變質(zhì)所產(chǎn)生的氣體進行檢測，檢測的結(jié)果由微機處理診斷，然后將各種異常情況反饋給變電站控制端。

2.2 變電站電容型設(shè)備的在線監(jiān)測

在變電站中不可避免地會用到高壓電容型設(shè)備，而對于高壓電容型的設(shè)備是通過測量其絕緣的介質(zhì)損耗角正切值tanδ來反映的。而通過對于MOA 阻性泄漏電流的探測能夠反映介質(zhì)的損耗程度，確定電容器是否還能滿足正常工作的需求。圖2為電容型設(shè)備介質(zhì)損耗和MOA 阻性電流在線監(jiān)測單元原理圖。

對電容型設(shè)備tanδ的測量， 被測的電壓和電流信號分別從電壓互感器（Y H）副邊和容性設(shè)備末屏上獲取， M O A 阻性電流信號從M O A 的接地引下線上獲取， 采用高精度電壓、電流傳感器將Y H 和設(shè)備上的電壓、電流變換成低壓小電流信號， 信號傳導至中央處理器進行處理，以可讀性更強的形勢呈現(xiàn)在變電站管理人員面前。

三、絕緣維護技術(shù)探討

在預防性實驗的過程中線路中的電壓是遠遠低于實際運行的電壓的，一般預防性試驗的電壓不超過十千伏，而實際運行時線路中的電壓可以達到數(shù)萬伏，這就可能導致電路的絕緣系統(tǒng)存在缺陷卻仍舊能夠通過預防性試驗，而在變電站投入正常使用之后就存在嚴重的安全隱患，尤其是對于承載電壓較高的電氣設(shè)備更是如此。

電氣線路一旦出現(xiàn)故障，檢修工作勢必會導致區(qū)域范圍內(nèi)的停電，帶來巨大的經(jīng)濟損失，而通過對于變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的運用，可以及時反映電氣設(shè)備的運行情況，了解線路中是否存在異常，然后判斷是否需要停電維修，減少由停電維修所帶來的損失。由于變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)尚不完善，沒有統(tǒng)一的執(zhí)行標準，因而在線監(jiān)測所測得的特征量只能是與同一設(shè)備連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)相比較作為主要參考對象， 以同類設(shè)備的在線監(jiān)測值作為輔助參考對象。這就需要前期收集大量的數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)庫，借此來掌握同一設(shè)備連續(xù)監(jiān)測的數(shù)據(jù)變化規(guī)律和同類設(shè)備的在線監(jiān)測值變化規(guī)律，從而進行分析處理工作，這樣前期的投入量就比較大，而且前期使用效果也并不理想。

四、結(jié)束語

我國經(jīng)濟的快速發(fā)展離不開電能的支持，而社會對電能需求量的增加，給電能的輸送距離以及可靠性提出了更高的要求，只有高質(zhì)量的變電站才能夠滿足這一要求。電氣設(shè)備作為變電站的核心，其運行情況對于電能的輸送至關(guān)重要。而科技的發(fā)展使得對于變電站電氣設(shè)備的實時檢測成為了可能，也為變電站的管理工作提出了新的方向。雖然當前的變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)還存在一些缺陷，但是隨著科技的進一步發(fā)展，電氣設(shè)備的運行規(guī)律勢必將會被人們所熟練掌握，在線監(jiān)測技術(shù)必然會不斷得以完善，在變電站電氣設(shè)備檢測工作中發(fā)揮積極的作用。

參考文獻：

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