變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)綜述

張慧

摘?要：隨著輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的深入應(yīng)用，智能電網(wǎng)建設(shè)加速發(fā)展，電力設(shè)備在線監(jiān)測(cè)得到了廣泛應(yīng)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(cè)應(yīng)用情況，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用提出了目前在線監(jiān)測(cè)存在問題及解決措施和建議，對(duì)在線監(jiān)測(cè)工程應(yīng)用具有指導(dǎo)意義。

關(guān)鍵詞：變電站;電氣設(shè)備;在線監(jiān)測(cè)

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

一、變電站電氣設(shè)備在線檢測(cè)技術(shù)概述

目前，我國(guó)變電站對(duì)于電氣設(shè)備的主要檢測(cè)方式是預(yù)防性試驗(yàn)，而通常預(yù)防性試驗(yàn)電壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于運(yùn)行電壓， 在低電壓的情況下有的在線監(jiān)測(cè)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(dǎo)致預(yù)防性試驗(yàn)無法及時(shí)準(zhǔn)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(jì)損失，有時(shí)還會(huì)出現(xiàn)人員傷亡。但是當(dāng)前這種對(duì)于電氣設(shè)備的檢測(cè)方式短期內(nèi)難以改變，只能夠?qū)で罅硗獾臋z測(cè)技術(shù)。

變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)為電氣設(shè)備的檢測(cè)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(cè)系統(tǒng)成為了可能，各種高靈敏度的傳感器可以及時(shí)收集電路的運(yùn)行情況，采集相關(guān)的信息后交由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理，確認(rèn)電路是否運(yùn)轉(zhuǎn)正常，能夠有效保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

二、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的原理

變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是利用各種高精度的傳感器來實(shí)時(shí)收集變壓器、電容型設(shè)備、電力傳輸線路的運(yùn)行情況，然后經(jīng)由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理之后呈遞給操作人員的一種在線監(jiān)測(cè)的方式。通過各種傳感器，如電磁傳感器、力學(xué)量傳感器、聲參數(shù)傳感器、熱參數(shù)傳感器、化學(xué)量傳感器等的應(yīng)用能夠?qū)⒏鞣N物理信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮有盘?hào)，經(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(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用能夠提高監(jiān)測(cè)的時(shí)效性和準(zhǔn)確性，在故障還不是太嚴(yán)重之前就及時(shí)消除，這樣能夠有效減少相關(guān)維護(hù)人員的工作量和工作強(qiáng)度。

變壓器油中溶解氣體監(jiān)測(cè)部分通過控制處理部分可以獨(dú)立構(gòu)成單元，實(shí)現(xiàn)油中溶解氣體的監(jiān)測(cè)，并且通過通訊部分轉(zhuǎn)接到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)多臺(tái)變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測(cè)。變壓器套管絕緣、電容性設(shè)備介損、MOA 阻性電流的監(jiān)測(cè)，通過各自相應(yīng)的電流傳感器獲取信號(hào)，經(jīng)信號(hào)控制處理部分，再將數(shù)據(jù)聯(lián)系到工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，這樣便于實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)電容性設(shè)備和MOA阻性電流的監(jiān)測(cè)。最后監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)經(jīng)遠(yuǎn)程通訊，傳送到供電局內(nèi)MIS 系統(tǒng)上，實(shí)施對(duì)設(shè)備絕緣的及時(shí)監(jiān)督。

2.1 變壓器油中溶解氣體在線監(jiān)測(cè)單元

當(dāng)前幾乎所有的大型變壓器中都會(huì)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(jī)材料，在長(zhǎng)期的使用過程中肯定會(huì)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(huì)裂解出來一些分子氣體。通過相應(yīng)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(shí)及時(shí)替換，還可以借變壓器油的變質(zhì)進(jìn)程來側(cè)面反映變壓器的運(yùn)行是否正常。常見的變壓器的監(jiān)測(cè)裝置主要由油氣分離單元、氣體檢測(cè)單元和微機(jī)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(duì)變質(zhì)所產(chǎn)生的氣體進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)的結(jié)果由微機(jī)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(cè)

在變電站中不可避免地會(huì)用到高壓電容型設(shè)備，而對(duì)于高壓電容型的設(shè)備是通過測(cè)量其絕緣的介質(zhì)損耗角正切值tanδ來反映的。而通過對(duì)于MOA 阻性泄漏電流的探測(cè)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(cè)單元原理圖。

對(duì)電容型設(shè)備tanδ的測(cè)量， 被測(cè)的電壓和電流信號(hào)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(hào)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(hào)， 信號(hào)傳導(dǎo)至中央處理器進(jìn)行處理，以可讀性更強(qiáng)的形勢(shì)呈現(xiàn)在變電站管理人員面前。

三、絕緣維護(hù)技術(shù)探討

在預(yù)防性實(shí)驗(yàn)的過程中線路中的電壓是遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于實(shí)際運(yùn)行的電壓的，一般預(yù)防性試驗(yàn)的電壓不超過十千伏，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)線路中的電壓可以達(dá)到數(shù)萬伏，這就可能導(dǎo)致電路的絕緣系統(tǒng)存在缺陷卻仍舊能夠通過預(yù)防性試驗(yàn)，而在變電站投入正常使用之后就存在嚴(yán)重的安全隱患，尤其是對(duì)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(shì)必會(huì)導(dǎo)致區(qū)域范圍內(nèi)的停電，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，而通過對(duì)于變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的運(yùn)用，可以及時(shí)反映電氣設(shè)備的運(yùn)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(cè)系統(tǒng)尚不完善，沒有統(tǒng)一的執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，因而在線監(jiān)測(cè)所測(cè)得的特征量只能是與同一設(shè)備連續(xù)監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)相比較作為主要參考對(duì)象， 以同類設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)值作為輔助參考對(duì)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(cè)的數(shù)據(jù)變化規(guī)律和同類設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)值變化規(guī)律，從而進(jìn)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(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展離不開電能的支持，而社會(huì)對(duì)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(yùn)行情況對(duì)于電能的輸送至關(guān)重要。而科技的發(fā)展使得對(duì)于變電站電氣設(shè)備的實(shí)時(shí)檢測(cè)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(dāng)前的變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還存在一些缺陷，但是隨著科技的進(jìn)一步發(fā)展，電氣設(shè)備的運(yùn)行規(guī)律勢(shì)必將會(huì)被人們所熟練掌握，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)必然會(huì)不斷得以完善，在變電站電氣設(shè)備檢測(cè)工作中發(fā)揮積極的作用。

參考文獻(xiàn)：

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