淺談變電設備在線監測技術與狀態檢修

劉慧娟

（中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西太原，030001）

淺談變電設備在線監測技術與狀態檢修

劉慧娟

（中國能源建設集團山西省電力勘測設計院有限公司，山西太原，030001）

在電力系統自動化建設過程中，我國對電能的穩定性提出了更多、更高的要求。在電力系統中，變壓器是非常重要機制設備，我國電力系統提出了越來越高的要求。電力系統要想保持可持續發展，必須采用智能化故障診斷方法和在線監測技術。通過運用變電設備在線監測技術與狀態檢修，能夠使變電設備運行狀態變得更為穩定和安全，有助于變電設備應用時間的延長，提高變電設備的工作效率。因此，本文對變電設備在線監測技術與狀態檢修進行研究，具有重要意義。

變電設備；在線監測技術；狀態檢修

1 變電設備在線檢測技術的運用

1.1 變壓器中出現的一般故障

在變電站中，變壓器是一種關鍵變電設備，電能的輸送均是由變壓器來負責的。一般情況下，變壓器在室外環境中進行運行，但是隨著電力設備運用規模的不斷擴大，一些變壓器逐漸由室外轉至室內進行運行。由于變電設備安全工藝不夠完善，生產質量比較差，再加上變電器的檢測技術和維修技術不夠完善，最終導致變壓器在運行過程中發生多種故障問題。在導電材料、絕緣材料、導磁材料共同組成下，形成了變壓器。在一般情況下，通過運用絕緣油，使得變壓器具有絕緣性能，而其他部分選用合成材料或者絕緣材料。在運行過程中，變壓器會出現磁場，進而影響變壓器的正常運行狀態。因為變壓器內部結構是比較復雜的，包含較多的附件數量，一旦某一個環境中出現問題，便會嚴重影響變壓器的正常運行性能。其中，在運行過程中，變壓器常常出現的故障有3種，如表1所示。

表1 變壓器的一般故障

（1）鐵芯故障。鐵芯故障主要存在以下幾種情況，即：其一，鐵芯多點接地，和變壓器之間產生閉合回路。電流穩定在主磁通的影響作用下，會隨之大幅度上升，變壓器中產生的氣體不能進行有效釋放，最終出現瓦斯動作情況；其二，因為鐵芯接地，導致變壓器發生運行不良現象。鐵芯在靜電感應影響作用下應處于懸浮狀態，導致鐵芯釋放一定數量點至大地上。

（2）繞組故障。當變壓器內繞組中產生短路、或者位移現象時，變壓器便會發生繞組故障。根據變壓器繞組內部結構，變壓器繞組故障大致存在4種類型，即并間短路、股間短路、層間短路、匝間短路。因為變壓器繞組結構和變壓器制造工藝之間存在著非常密切的聯系，所以一旦變壓器制造工藝水平偏低時，就會非常容易產生繞組故障。對變電器來說，繞組故障是一種主要故障，在其影響作用下，變壓器運行溫度及時上升，當情況比較嚴重時，還會伴有輕重瓦斯動作現象的發生。

（3）分接開關故障。分接開關故障大致劃分為兩大種類，即：無載分解開關故障、有載分解開關故障，其中，最為常見的一種故障，就是有載分解開關故障。當發生有載分解開關故障時，常常會產生兩種事故，即燒斷故障、過渡電阻擊穿故障。當變壓器密封圈老化嚴重，或者密封性較差時，變壓器便會產生分解開關故障。

1.2 變壓器的在線檢測技術

（1）基于鐵芯多點接地的在線檢測技術。在實際運行過程中，一旦變壓器特性發生一點接地現象時，便只能產生較小的電流數值，不過，當變壓器鐵芯發生多點接地現象時，便會出現換流現象，其中非正常接地特點決定著換流的大小。一旦預警值低于鐵芯接地產生的換流值，繼電器便會進行警報。對于鐵芯多點接地，它所對應的在線檢測技術，主要是通過3大模塊組成的，即接地電流模塊、無線收發模塊、通信接口模塊。

（2）基于變壓器油色譜的在線檢測技術。一般來說，大型變壓器絕緣結構和電壓等級、變壓器容量之間存在著非常密切的聯系，油紙絕緣結構是大型變壓器絕緣結構的主要類型。目前，國內采用的電壓器容量多種多樣，絕緣油體積也是多種多樣的。絕緣油中大致含有4種氣體，即CO、CO2、O2、NH4。當變壓器在運行過程中發生故障時，絕緣油便會產生一些氣體，如醛類氣體、氫氣等。目前，通過對變壓器絕緣油中釋放出來的氣體進行判斷和研究，可以診斷變壓器產生的故障。針對變壓器中存在的各種安全隱患，通過采用基于變壓器油色譜的在線檢測技術，可以制定出有效的預防措施。目前，在變壓器故障檢測中，基于變壓器油色譜的在線檢測技術已被進行廣泛運用，相關技術、理論知識也比較成熟。

（3）基于變壓器熱點溫度的在線檢測技術。在實際運行過程中，當變壓器內部溫度存在不均勻現象時，變壓器局部溫度就會產生過高現象。盡管變壓器絕緣油溫度仍在規定范圍中，不過在溫度鍋蓋作用下，變壓器發熱源便極易會發生破損現象。基于變壓器熱點溫度的在線檢測技術，大致包括兩種類型，即紅外成像技術、紫外成像技術。其中，紅外成像技術并不會對變壓器的運行造成影響。

2 變電設備狀態的評價方法

2.1 狀態評價相關理論概述

了解檢測目標的屬性、檢測對象，計算定量，即為評價。同時，通過評價，能夠衡量管理對象標準，通過采用合理方式來進行判斷，比較分析預期目標和預期結果，已獲得最好的結果。因為電力行業具有特殊習性，變電設備的狀態評價內容為：將電力行業在運行過程中產生的歷史故障數據作為依據，采用先進技術和方法，建立有效的數學模型，比較分析狀變電設備的狀態信息。數據信息是變電設備狀態評價的基本條件，特別是在將變電設備運行狀態信息作為保證的條件下，要想通過人工模式進行變電設備狀態的評價，這是很難整合原始數據的。

2.2 變電設備狀態評價的流程

變電設備狀態評價的流程，主要為：第一，對變電設備狀態評價目標進行確定；第二，統計分析變電設備狀態的影響參數，加深了解變電設備的運行能力，以對變電設備狀態制定出有效的評價措施，建立科學的數學評價模型；第三，為確保獲得合理的評價結果，應驗證變電設備狀態的評價結果。和實際情況相比，如果變電設備狀態評價結果和其存在著較大的不同之處，應修改數學模型。

3 變電設備在線檢測與狀態檢修的提高措施

變電設備在線檢測與狀態檢修的提高措施，如表2所示。

表2 變電設備在線檢測與狀態檢修的提高措施

3.1 建立健全變電設備狀態檢修保證體系

第一，將電力系統自身特點作為依據，電力企業不斷完善電力系統質量保證制度，提高變電設備檢修的規范化，明確變電設備檢修工作人員的工作職責。在檢修變電設備過程中，應遵循以人為本原則，對變電設備安全管理制度不斷進行完善。第二，對變電設備檢修驗收制度不斷進行完善。電力企業只能制定出完善的變電設備檢修質量驗收制度，將變電設備中可能存在的安全隱患予以及時發現，這樣才能使變電設備狀態檢修質量得到有效提高。

3.2 引用計算機輔助技術

因為在檢修變電設備過程中，常常會涉及多個環節，且變電設備故障產生原因多種多樣，如果采用人工檢修方法，要想在較短時間中，將變電設備故障產生的真正原因找出來，其難度是非常高的。所以，在檢修變電設備過程中，應引用計算機輔助技術。在變電設備檢修中，通過引用計算機輔助技術，有助于變電設備檢修工作的開展和進行，有助于提高變電設備檢修管理水平，制定出更為有效、合理的變電設備檢修方法，有助于變電設備檢修決策質量的提高，有助于變電設備檢修數據信息的采集和分析。

4 結語

關于變電設備在線檢測技術和狀態檢測，我國對其的研究實踐并不上，相關理論知識和技術尚未形成和成熟。當前我國的變電設備在線監測技術與狀態檢修，能夠使變電設備檢修需求得以滿足，有助于變電站自動化方向的發展，有助于變電設備運行成本的減小，使變電站的運行變得更為穩定。

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[4]廖瑞金,王謙.基于模糊綜合評判的電力變壓器運行狀態評估模型[J].電力系統自動化. 2017(03).

Discussion on on line monitoring technology and condition based maintenance of substation equipment

Liu Huijuan
(China Energy Construction Group Shanxi Electric Power Survey & Design Institute Co., Ltd. , Taiyuan Shanxi, 030001)

In the process of power system automation construction, China put forward more and higher requirements for the stability of power. In the power system, the transformer is very important mechanism equipment, China’s power system put forward higher and higher requirements. In order to maintain the sustainable development of power system, intelligent fault diagnosis method and on-line monitoring technology must be adopted. By using the on-line monitoring technology of substation equipment and maintenance, can make the substation equipment operation state is more stable and safe, can help extend application time of electric equipment, improve the efficiency of electrical equipment. Therefore, this paper studies the on-line monitoring technology and condition based maintenance of substation equipment,which is of great significance.

substation equipment; on-line monitoring technology; condition based maintenance

劉慧娟（1982年），女，籍貫山西大同，工程師，從事變電站設計。