淺談在線監測系統在換流站的應用與維護

楊梅

摘要：在換流站中戶外GIS、開關、換流變以及避雷器等都是非常關鍵的設備，其運行狀態會直接影響換流站的安全穩定運行。現針對上述4個主要設備的在線監測系統進行了詳細介紹，并簡單闡述了換流站在線監測系統的維護管理要點。

關鍵詞：換流站;在線監測系統;GIS;戶外開關;避雷器;變壓器

0 引言

換流站是指在高壓直流輸電系統中，實現交流電和直流電互換，并保證其達到電力系統對于安全穩定及電能質量的要求而建立的站點。換流站中的開關、換流變以及避雷器等都是非常重要的設備，其安全運行直接影響到變電站的安全穩定運行，進而對電力系統的穩定運行造成影響。

在換流站中應用在線監測系統的主要目的是對換流站中相關設備的運行狀態進行監測，在此基礎上對設備的性能優劣、健康狀態以及發展趨勢進行診斷分析。

1 在線監測系統在換流站的應用

一體化在線監測系統實時采集換流站內設備的狀態數據，并進行綜合診斷分析。其內部是一個相對獨立的互聯設備網絡，能夠滿足站內運行監視與管理要求，為遠端監控主站提供數據，滿足監控主站對站內數據監視工作的需要。

換流站一體化在線監測系統經正向隔離裝置接至綜合數據網，分兩路直接接至雙平面調度數據網，采用IEC-60870-5-104協議，通過統一總線對外提供數據接口，采用CET-8000的多引擎數據庫管理系統。

1.1? ? GIS在線監測子系統

500 kV GIS SF6在線監測系統，共配置435臺SF6密度傳感器，實現500 kV各氣室的SF6壓力、密度的在線監測，在線監測IED分別安裝在10臺500 kV斷路器就地匯控柜中。

1 000 kV GIS SF6在線監測系統，共配置303臺SF6密度傳感器，實現1 000 kV各氣室的SF6壓力、密度的在線監測，在線監測IED分別安裝在7臺1 000 kV斷路器就地匯控柜中。

500 kV GIS室SF6泄漏報警在線監測系統，實現500 kV GIS室的SF6氣體泄漏情況在線監測。SF6/O2雙氣體探頭共配置19個，均勻放置于GIS管道下。

1 000 kV GIS室局放在線監測系統，采集現場185個局放傳感器信息，通過四芯光纖傳輸到3個現場大機柜，再傳輸到放置于1 000 kV第三繼電器室的1 000 kV GIS局放在線監測屏，進行局放在線監測。

1.2? ? 戶外開關在線監測子系統

1 000 kV斷路器在線監測裝置分別為1 000 kV第一濾波器大組斷路器在線監測柜和1 000 kV第二濾波器大組斷路器在線監測柜，實現對1 000 kV交流濾波器場兩大組交流濾波器各15臺斷路器SF6氣體的在線監測，與一體化在線監測平臺主機屏之間通過ST多模光纖上傳數據。

1.3? ? 換流變在線監測子系統

高端換流變在線監測裝置采集極1高端、極2高端換流變及高端備用換流變本體套管SF6壓力、本體油位、分接開關油位、頂層油溫、繞組溫度等的4～20 mA模擬量以及有載開關檔位及動作次數，并通過換流變本體鐵芯夾件接地傳感器測量鐵芯、夾件接地電流，通過避雷器監測器監測換流變進線避雷器動作次數、泄漏電流，通過油色譜在線監測、檢測微水。在線監測信號接至換流變智能組件柜。

低端換流變在線監測裝置采集極1低端、極2低端換流變及低端備用換流變本體套管SF6壓力、本體油位、分接開關油位、頂層油溫、繞組溫度等的4～20 mA模擬量以及有載開關檔位及動作次數，并通過換流變本體鐵芯夾件接地傳感器測量鐵芯、夾件接地電流。在線監測信號接至換流變智能組件柜。

500 kV 521B站用變在線監測箱采集500 kV 521B站用變本體油位、頂層油溫、繞組溫度等4～20 mA模擬量以及鐵芯、夾件接地電流信息，在線監測信號接至500 kV 521B站用變在線監測箱。

400 V開關柜干式變繞組測溫在線監測裝置安裝在閥組380/220 V工作I段與工作II段分段開關柜和站公用380/220 V工作I段與工作II段分段開關柜中，通過繞組測溫探頭采集干變各相繞組溫度等4～20 mA模擬量信號。

每臺換流變及500 kV 521B站用變各配置一套油色譜在線監測裝置（TM8），分別內置于換流變智能組件柜和500 kV 521B站用變在線監測箱，均就近放置在換流變或站用變在線監測進出油口附近，為立柱式安裝。

1.4? ? 避雷器在線監測子系統

500 kV交流避雷器/斷路器在線監測裝置共有3面在線監測柜，實現對交流避雷器放電次數、泄漏電流以及交流濾波器場斷路器SF6氣體的在線監測。500 kV交流出線側共有18臺避雷器監測器，將信號送至500 kV斷路器避雷器在線監測柜。500 kV交流濾波器場斷路器每相配置1臺交流斷路器SF6傳感器，共計42臺。12臺濾波器大組母線避雷器監測器分別接入斷路器/避雷器在線監測柜1和斷路器/避雷器在線監測柜2。3面500 kV交流避雷器/斷路器在線監測柜與一體化在線監測平臺主機屏之間通過ST多模光纖上傳數據。

1 000 kV交流避雷器在線監測裝置實現對交流避雷器放電次數、泄漏電流的在線監測。3臺500 kV 521B站用變避雷器監測器以及1 000 kV交流濾波器場9臺避雷器監測器接入到1 000 kV避雷器在線監測柜。

直流場閥廳避雷器在線監測實現對極1、極2直流場避雷器動作次數、泄漏電流的在線監測。在戶外直流場極1、極2各安裝2臺避雷器監測儀，分別監測800 kV直流極線避雷器F4和F5;在極1、極2高端閥廳各安裝2臺避雷器監測儀，分別監測800 kV直流極線避雷器F1和12脈動換流單元6脈動橋避雷器F2;在極1、極2低端閥廳各安裝3臺避雷器監測儀，分別監測雙12脈動橋避雷器F1、中性母線避雷器F2、12脈動換流單元6脈動橋避雷器F3，均通過485電纜接入直流場閥廳避雷器在線監測IED。

2 換流站的運行和維護

設備投入運行后，受到各方面因素的綜合影響，比如制造質量存在缺陷、運輸以及安裝時造成損傷、使用時間過長老化等，都會引起設備出現缺陷或者異常。一旦設備出現缺陷或者異常，運行人員必須及時對其進行記錄，并進行原因分析，在此基礎上采取相應的措施消除缺陷。

（1）當設備出現缺陷時，運行人員必須要對其原因及發展趨勢進行分析，弄清楚缺陷類別并做好相關記錄。根據缺陷嚴重程度向值班調度員或者有關上級領導報告，必要時還應填報設備緊急搶修單。

（2）若無法對設備缺陷類別以及原因進行正確判斷，相關負責人需要組織所有運行人員實施鑒定，如果仍然無法進行正確判斷，則需要向上級領導報告，組織專業人員實施鑒定。

（3）當設備出現較為嚴重的缺陷時，運行人員必須要加強監視，增加巡視次數，觀察并分析缺陷發展趨勢，做出相應的事故預測并制定事故處理應對方案。

（4）消除設備缺陷之后，運行人員還需要對其實施質量進行驗收。如果無法一次性消除全部缺陷，則可以分階段消除并檢查驗收，同時做好相關記錄工作。

（5）發生設備出現缺陷之后應該做好詳細的記錄，找到發生缺陷的具體位置以及時間、條件等。消除缺陷之后還應該對檢修試驗情況進行詳細記錄，同時在缺陷系統中將其消缺。

（6）針對設備發生缺陷的次數以及原因，應該定期、系統地進行分析統計，找到發生缺陷的基本規律并及時總結經驗，只有這樣才可以逐漸提升設備管理水平。

（7）設備如果產生某種聲響、氣味、光亮等，若無法當即確定缺陷種類和原因時，應將其視為異常現象并記錄在案，之后查找原因再解決。

3 結語

換流站的GIS、戶外開關、換流變以及避雷器等都是非常重要的設備，其安全運行直接影響換流站的安全穩定運行。本文針對上述4個主要設備的在線監測系統進行了詳細介紹，并總結了設備維護的相關要點，有助于提升換流站設備的運維管理水平。