电气设备在线监测浅析

李延亮艾峤张远航

（国网银川供电公司）

摘要：本文阐述了电气设备在线监测的一些基本问题，主要包括在线监测的基本概念和原理，并对变压器和电容型设备的在线监测作了相应的介绍，指出电气设备进行在线监测的必要性。

关键词：在线监测变压器电气设备

一、电气设备在线监测概述

随着我国电力电子技术、计算机技术和传感技术的飞速发展，电气设备的在线监测技术也取得了突发猛进的进步。所谓电气设备在线监测是指利用现代电子、传感、网络和计算机等技术，通过对运行中高压设备的信号进行数据采集，把采集的信号进行相应处理后进行传输和逻辑判断，从而来实现对电气设备运行状态的带电测试或不间断的实时监测和诊断。电气设备在线监测通过实时提取故障的特征信号，监测设备在运行过程中的健康状况，识别设备存在的问题，最大限度的降低检修时间和检修成本，从而为电气设备的故障诊断打下坚实的基础。电气设备状态监测和故障诊断系统如图1所示。

由图我们可知，电气设备的在线监测和故障诊断主要包括监测及诊断对象的故障机理、对监测信息进行相应处理和对设备的故障状态进行提取等内容。电气设备在线监测的基本原理如图2所示。由图可知，传感器系统把采集到的信号经过相应的处理后，信号被送到数据分析处理系统进行进一步分析，数据分析处理系统把处理的结果进行输出，这样我们可以直观的监测到电气设备的运行情况。

二、变压器在线监测

由于变压器在线监测的范围非常广泛，因此我们对变压器进行监测时主要监测油中的可燃气体总量、局部放电和负载电流等几个方面。变压器在线监测常用的方法有油中溶解气体在线监测、局部放电监测和绝缘在线检测这三种。

1、油中溶解气体在线监测

由于油中溶解气体在线监测（DGA）对油浸变压器内部潜伏性故障具有相当好的有效性，因此该方法作为变压器监测的最常用手段，得到了极其广泛的应用。油中溶解气体在线监测的最主要特点是可以实时连续观察气体的动态发展，及时发现并捕捉变压器的故障信息，进而来消除隐患，从而起到保护的作用。变压发生器故障时，根据每种故障的特征气体不相同来判断发生哪种故障。如发生油过热故障时，通过借助CH4、C2H4的浓度和两种气体的浓度比值来进行判断发生哪种故障。

2、局部放电在线监测

介质击穿是变压器产生故障的一个非常重要的原因，而局部放电（PD）又是导致介质击穿的一个非常重要的原因。由于局部放电水平和局部放电水平增长速率的变化与变压器内部的变化息息相关，局部放电可能导致变压器绝缘恶化甚至被击穿，因此对局部放电进行在线监测具有非常重要的意义。

3、绝缘在线检测

绝缘在线监测是变压器在线监测的一个十分重要的内容。它主要是对变压器的泄漏电流、运行电压、环境温度、介质损耗和湿度等进行实时监测。

三、电容型设备在线监测

由于电容型设备作为重要的输变电设备，它的安全运行不仅影响整个电网的安全运行，而且还关系到其它相关设备的安全运行，它在变电站中起着非常重要的作用，因此我们对电容型设备进行在线监测具有非常重要的意义。

电容型设备主要由耦合电容器（OY）、电流互感器（TA）、套管和电容式电压互感器（CTV）等构成。电容型设备绝缘在线监测系统是目前应用最广泛的在线监测系统。电容型设备绝缘在线监测系统结构如图3所示。

由图3可知，SU为信号采集单元，它主要由温、湿度传感器和信号调理模块构成，IPU为智能处理单元，它主要由模数采样模块、RS485通讯模块和电源模块等构成。工作原理：将信号采集单元采集的信号进行模数转换，转换后的信号通过RS485总线与控制层的监测主机进行通讯连接。控制层的监测主机通过RS485总线来控制现场采样单元，进而来完成对数据的读取操作，把处理的数据上传至信息层的数据服务器进行进一步处理。信息层中的防火墙/代理服务器保证Internet/Intranet交互的安全性，从而实现了电容型设备的在线监测。

五、在线监测的发展趋势

变电站电气设备在线监测是集高电压技术、测试技术、材料技术、计算机技术和通信技术为一体的综合性科学技术，将以集中、高智能化、高精度为发展方向。将来在线监测技术发展的趋势将具体体现在以下几个方面：

（1）近年来，SF6充气式电气设备已在国内得到广泛的应用，其SF6气体的泄漏，微水变化是困扰电力运行单位的一个重要难题。因此对SF6气体的实时有效监测，并对其进行状态分析研究成为今后在线监测发展的一个方向。

（2）随着传感器技术的发展，可以监测的状态量将越来越多，而计算机技术的发展，使允许处理的数据量越来越大，因此多功能、多状态、集合式的在线监测系统将得到发展。智能在线监测系统将得到进一步研究和应用，尤其是神经网络技术、知识系统、模糊逻辑等会得到更广泛的应用。

（3）在线监测系统与其他系统的联网和集成问题将得到进一步研究。如在线监测系统应用平台的开发，与继电保护系统和自动化系统的有机结合等方面。

此外，系统的标准化问题、状态监测系统的技术标准、智能分析系统的开发、设备状态评估标准和状态检修的应用等，都是我们今后要研究的问题。

作者简介

李延亮，男，职称：工程师，单位：国网银川供电公司