在線監測技術在變電檢修中的應用分析

張純

摘要：電力系統的安全已經成為人們關注的內容之一，故為保證電力系統的穩定，技術人員會在變電檢修中加入很多新技術，比如在線監測技術，這個技術的運用，可以實現對電網運行的實時監測，在監測中發現設備出現的故障并及時處理，從而保持日常供電的穩定。

關鍵詞：變電檢修;在線監測技術;絕緣子

對設備與系統實施在線監測是為了盡早發現故障特征，使運維人員可以在事故初期，即萌芽狀態，采取可靠的手段進行消除，繼而防止事故發生。伴隨我國電力系統市場化進程的加快，以及競價上網和廠網分離等策略的實施，將減少設備檢修費用與降低生產成本為核心目標的在線監測逐漸得到越來越多人的關注。

1、設備預防性試驗及在線監測

常用的定期檢修方法并不能滿足所有設備的要求。部分具有良好初始運行狀態的設備，如果進行了盲目性檢修，則其良好的運行狀態將有可能被破壞，而且還浪費了人力與物力。對于設備預防性試驗而言，因其試驗電壓較低，且大多需要停電，所以很難反映出設備在運行電壓條件下的性能及工況，造成檢測結果不全面，這也是預防性試驗結果合格，但仍不能防止故障發生的主要原因。因此，必須盡早對設備檢修制度進行改進，向在線監測、故障診斷與將在線監測作為核心的狀態檢修方向發展。

在線監測由于可以提取出設備故障特征信號，所以能為后續故障診斷及處理奠定良好基礎。實行在線監測的主要目的在于通過對設備運行過程中的健康狀況的測量，識別已有或可能產生的缺陷，通過分析確定檢修時間，以此避免設備損壞。在線監測及故障診斷主要包含以下基本內容：

（1）實時監測并診斷設備故障機理;

（2）提供在線監測設備運行狀態的具體方法;

（3）對信息傳輸、處理與保存等過程進行監測;

（4）提取設備運行狀態征兆與故障特征信號;

（5）提供可行的故障診斷方法。

2、在線監測技術在變壓器檢修中的應用

變壓器是電力系統的重要組成部分，在系統運行過程中，絕緣不斷劣化，會進一步影響潛伏性故障不斷凸顯，在運行時可能會發生多種化學反應，因此，在實際檢修過程中，要從不同的角度對其進行全面的檢修。油中氣體的在線監測 ：在變壓器的檢修工作當中，針對油中氣體監測這一部分，最早有人采用氣相色譜法來實現相關監測目的，經過長時間的應用、總結、創新、嘗試等，形成了現階段應用較為普遍的以氣相色譜法為核心的故障監測方法。對油中氣體實施在線監測，即是要對氣體構成和濃度進行監測與分析，監測過程如下：油中存在固體形態的絕緣材料，變壓器在運行過程中產生的電壓，會對這些絕緣材料產生一定的作用，綜合其他因素的影響，會進一步發生變質，裂解后就會產生多種氣體。對油中的氣體進行在線監測，進而對氣體含量以及生成速率進行分析，得到相應的故障診斷結果，如變壓器是否發生過熱性或放電性故障等，進而優化故障維修方案。在對油中氣體監測的過程中應用在線監測技術，具有連續性與實時性的應用優勢，能夠及時發現設備當中的潛在問題，應用價值十分顯著。局部放電的在線監測：在變壓器運行過程中，局部放電現象不僅是設備絕緣老化的一種前兆表征，同時，還是加快絕緣老化的重要因素。因此，對其進行有效的監測與及時的預防，對變壓器的使用壽命與使用性能具有重要意義。對變壓器局部放電進行有效監測，常規的方法包括聲學局部放電監測和光學局部放電監測。其中，以聲學局部監測法的應用更為廣泛，即在變壓器的外部安裝聲學傳感器，此種專業傳感器對放電所發出的聲音信號極為敏感，能夠準確捕捉到放電具體位置等信息，便于故障檢修工作的順利執行。另外，在特殊情況下，化學監測方法，也能夠通過標準的監測手段，獲取到變壓器局部放電的狀態信息。

3、在線監測技術在高壓設備檢修中的應用

在電力系統當中，高壓設備運行是否健康與電網安全和系統運行安全有著直接的聯系。高壓斷路器的可靠性是變電檢修中的重要環節。經過長時間的工作總結發現，高壓斷路器的故障原因，多為機械性能失效。因此，在高壓斷路器的檢修過程中，要重視對其機械性性能的在線監測。對高壓斷路器的在線監測辦法較為多樣化，其中包括行程監測、速度監測、振動信號監測等，以操作時振動信號的在線監測為例，即捕捉振動信號的變化狀況，同時監測分閘或合閘時產生的線圈電流波形，通過對分合閘線圈電流波形的幅值、特征、持續時間等參數的記錄和分析，進一步對斷路器的機械性能進行判斷。在實際監測過程中，若其機械性能處于穩定狀態，則震動波形的分支大小和時間差也都會維持在穩定狀態下，而判定震動信號是否出現變化，需要通過分閘與合閘試驗，得出特征波形，由此作為對照波形，幫助評價機械性能的穩定性。

采用行程監測或時間監測辦法，都需要利用光電傳感器，將物理量的持續變化狀況轉化為電脈沖信號，通過對脈沖數量的記錄，獲取相應全程運行參數。而對脈沖形成時間進行記錄，利用一定的計算辦法，能過獲得動觸頭的運行速度，包括平均速度與最大速度，這樣一來，就能進一步得出動觸頭的機械特性。在儲能電機來說，采用在線監測方法對其啟動次數、動作持續時間以及負荷電流進行有效監控，能夠客觀的反映實際負載狀況，也能將監測結果應用到電機運行狀態的判斷環節。對彈簧機構而言，能夠客觀的反映出彈簧目前的壓力狀況，對液壓機構而言，能夠對液壓操作的密封性進行評判，是較為可靠的參考依據。

4、在線監測技術在其他設備檢修中的應用

4.1電容型設備

電容型設備絕緣性能的在線監測是指對設備泄露電流、電容電流及介質損耗進行實時監測。依靠帶電檢測裝置，對運行中的設備絕緣性能參數進行準確檢測， 可實現對設備絕緣缺陷的早發現、早處理。

4.2高壓電纜

高壓電纜的絕緣材料主要使用交聯聚乙烯，其具有良好抗熱變形能力與電氣性能，但在劣化以后會形成水樹，容易破壞絕緣或造成擊穿。對于高壓電纜而言，其帶電在線監測實際上是劣化診斷，常用的方法有：直流成分法、直流重疊法、帶電 tgδ 法與復合判斷法。

4.3絕緣子

絕緣子在長期運行中由于長時間受到外界因素的影響，如風雨、溫度變化和機電負荷等，其絕緣電阻容易降低，嚴重時還會出現開裂與擊穿，直接危及供電的安全性與可靠性。同時， 由于絕緣子的在線監測在安裝位置等方面存在一定特殊性，所以始終是一個難點。目前，在絕緣子的在線監測領域，出現了非電量測量與電量測量兩類方法。其中，非電量測量還包含紅外檢測、超聲波檢測與激光多普勒振動等方法，而電量測量包含脈沖電流、電壓分布檢測與絕緣電阻等方法。實踐表明，以上方法適用于不同的情況，且各具優劣勢，可很好的滿足復雜情況下絕緣子的在線監測與故障診斷要求

4.4載流體的過熱

對于一些負載較大的載流體，比如導線、線夾、閘刀觸頭等，因負載的急劇變化或者接觸不良，會出現過熱現象，嚴重的可能燒熔載流體。因此采用長期在線溫度監測手段，記錄重要載流體的發熱變化，對于預防突發性的過熱缺陷，有著重要的意義。

5、結論

對在線監測技術在變電檢修中的應用進行分析，能夠進一步完善相應技術缺陷與應用方式的不足。通過相關分析，能夠進一步彌補以往應用過程中的眾多漏洞，從而大幅度提升相關設備的運行性能，延長其使用壽命，在提升電力系統運行安全性與穩定性的同時，降低電力系統的運行成本。

參考文獻：

[1] 孫思彬，高林.淺析在線監測技術在變電檢修中的應用[J].山東工業技術，2014，6（3）：156-157.

[1] 鄒建明.在線監測技術在電網中的應用[J].高電壓技術，2007（8）：203-206.