变电站电气设备在线监测综述梁虎

梁虎

摘要：本文首先阐述了对电气设备施行在线监测的必要性，接着分析了变电站电气设备在线监测，最后对在线监测的发展趋势进行了探讨。希望能够为相关人员提供有益的参考和借鉴。

关键词：变电站；电气设备；在线监测

引言：

变电站的运行和维护是电网供电系统中的核心环节，加强对变电站电力设备的监测和诊断，及时排除电力设备的故障和隐患，提升电力设备的安全性和可靠性，对于电网供电质量的提升以及电力企业持续稳定的发展都有着非常重要的意义。

1对电气设备施行在线监测的必要性

在科学技术和经济快速发展的推动下，我国电力技术有了空前的发展，但是与此同时，社会各行各业对于电力的供应有了更高的需求，电网供电的安全性和可靠性成为了电网运行与维护的一大原则。在这种供电形势下，传统的计划检修管理模式已经不能够适应电网管理和发展的需求。在传统的电力设备检修模式中，如果电力设备出现故障，往往会导致大面积、大范围的停电现象。而且传统检修往往要定期的对所有电力设备进行检修，不但会耗费大量的人力物力，也不能够提升检修的效率和质量。除此之外，传统的电力设备检修方式还有一个局限性，就是检修工作往往需要在10kV电压以下的条件下才能够开展，这样就不能够对电力设备的故障情况有一个充分的了解，不能够准确的找到电力设备的故障所在。既要满足社会各行各业的用电需求，又要保障电网供电的稳定性和可靠性，就必须要采取科学有效的电力设备监测方式，通过在线监测的方式来对电力设备进行检修，从而减少电力设备的故障发生频率，提升电网运行的安全性和可靠性。通过对在线监测技术的有效应用，一方面能够对电气设备实现预防性的监测，另一方面则是能够对电力设备中存在的故障进行及时有效的排查。

2变电站电气设备在线监测

2.1变压器的在线监测

变电站中变压器的在线检测主要有油中气体的在线监测、绝缘在线监测、局部放电的在线监测和热点监测。绝缘在线监测是变电站中变压器在线监测管理工作中不可或缺的一项重要内容。该监测系统会不间断地持续向变压器的泄漏电流、运行电压、介质损耗和温度湿度等环境因素进行监测。局部放电的在线监测包括了电气检测、光学检测、化学检测和有声检测等方法。其中最常用的一种就是声学检测方法，即通过声学传感器对变电站局部放电所产生的暂态声音信号进行捕捉和记录。这种在线监测的方法能够检测出变电站运行过程中一闪而过的放电信号，并且可以迅速予以定位。但是声学检测法对声学传感器的敏感性要求很高，一般采用的都是自动化程度较高的高频传感器。热点监测针对的是变电站中油温的温度变化。一旦油温过高，很容易导致变压器因为短路而出现故障。根据国际上对变电站油温的规定标准，热点温度必须在综合考虑电压负载和绕组油温上升的情况下，在最高油温的数据基础上预测和评估出来。刚刚应用不久的红外线检测技术，是一种利用全天候监测的热成像图，分析和判定环境油温热点温度的在线监测技术。该项检测技术将温度误差有效地控制在了1℃以内。

2.2避雷器的在线监测

变电站中避雷器的在线监测是专门用来限制过电压幅值和保护变压器电路安全的一种电气设备。避雷器的在线监测主要有全(漏)电流、功率损耗和环境湿度等。全(漏)电流的在线监测集中于对电流密封性的检测。通常情况下，工作人员会将一个主电流的监测装置安装在氧化锌避雷器的底部和地面之间。经过电压互感器的连续性在线监测，对避雷器计数器电阻上的电压信号进行记录，对全电流的数据信息进行分析，对主电流的增长情况和泄漏电流的数值加以判定。功率消耗的在线监测直接反映出的是变电站中避雷器使用寿命的缩短和安全性能的劣化。随着功率的不断消耗，避雷器的实际电阻值会增大，泄露出来的电流也会逐渐增多。电阻上升、电流泄露的运行情况又会加速避雷器功率的消耗，这样就陷入了一个功率损耗的恶性循环当中。不过，工作人员只需要在线监测避雷器的电阻变化和泄漏电流的数值，就能准确掌握避雷器功率的真实损耗情况。湿度的在线监测技术是借助一些电子测量仪，对变电站内部环境的空气湿度进行全天候的数据监测。一旦湿度超过了规定的安全范围，电子仪器就会发出预警性的警报，提示工作人员对避雷器进行安全检查和故障排查。

2.3高压断路器的在线监测

变电站中高压断路器的故障集中表现为机械故障。所以，高压断路器的在线监测主要就是对其机械性能和机械故障的适时检测。而在线监测的具体方式包括了机械振动监测、合分闸圈电流监测以及行程时间特性和开关速度监测。机械振动监测指的是在高压断路器合闸与分闸的过程中，将操动机械和连动机械等机械化的运动轨迹转化成冲击振动的响应信号。工作人员可以从这些信号的波段记录中确定高压断路器的机械动作状态。合分闸圈电流监测一般采用的是补偿式霍尔电流互感器，专门检测高压断路器开关合分闸的线圈电流波形。工作人员可以将在线监测的电流波形和正常的电流波形进行重合比较，就能找出高压断路器开关机械的异常情况和故障位置。

3在线监测的发展趋势

当前，在电力设备在线监测技术中对于电力设备的状态监测和其故障诊断都存在一定的难度。大多数国家的电力设备监测系统都较为单一，很难对变电站的电气设备进行全面深入的监测。因此，今后电力设备监测系统的发展有以下几个方面：实现功能构架多样，参数更加丰富的综合性监测和诊断，在线监测技术在今后的发展不仅仅要能够将电力设备的运行状态实时的反映出来，还要求能够将电力设备相应的特征参数反映出来；构建完善科学的分布式监测系统，实现对变电站电力设备的集中监测和有效诊断，从而提升监测的有效性和高效性；当前我国电力行业的变电站监测系统在可靠性和灵敏性方面仍然存在一定的缺陷。所以说，想要进一步推动电力行业的发展，必须要加强对在线监测系统可靠性和灵敏性的提升，从而提升在线监测的效率和质量，为电力行业的发展奠定坚实的基础；现阶段，尽管一部分电力企业在变电站监测系统上实现了一定程度的自动化，但是依然不能够满足实际的电力系统运行和维护的需要。想要有效的节省人力的投入，还需要进一步加大自动化技术的研发和应用，早日实现在线监测的自动化。实现变电站电力设备在线监测的自动化，就要加强对电力设备监测数据的积累，积累丰富的数据和经验，并以此为前提，加强对自动化技术的研发和应用，将其与在线监测技术有效的结合起来，从而推动在线监测自动化技术的实现。

结束语：

我国经济的快速发展离不开电能的支持，而社会对电能需求量的增加，给电能的输送距离以及可靠性提出了更高的要求，只有高质量的变电站才能够满足这一要求。电气设备作为变电站的核心，其运行情况对于电能的输送至关重要。而科技的发展使得对于变电站电气设备的实时检测成为了可能，也为变电站的管理工作提出了新的方向。虽然当前的变电站电气设备在线监测系统还存在一些缺陷，但是随着科技的进一步发展，电气设备的运行规律势必将会被人们所熟练掌握，在线监测技术必然会不断得以完善，在变电站电气设备检测工作中发挥积极的作用。

参考文献：

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[2]袁虎成，李战锋.浅析变电站电气设备的在线监测[J].科学中国人.2015(30)

[3]罗阳.浅谈新时期变电站电气设备维护与管理[J].山东工业技术.2018(15)