變電檢修工作中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用研究

吳軍

摘要：變電站是我國(guó)電力系統(tǒng)的重要組成部分，隨著智能電網(wǎng)工程的推進(jìn)，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已成為變電站狀態(tài)檢修的主要手段，而變電檢修中運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)的核心技術(shù)則為在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，其能準(zhǔn)確評(píng)估變電設(shè)備運(yùn)行情況，針對(duì)檢修計(jì)劃的制定給出合理意見?；诖?，為充分實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)價(jià)值，本文探究變電檢修中技術(shù)的具體應(yīng)用，以為技術(shù)實(shí)踐提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：變電檢修;在線監(jiān)測(cè)技術(shù);技術(shù)應(yīng)用

引言：在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是基于傳感器以及自動(dòng)化測(cè)量方式監(jiān)測(cè)變電站設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、采集設(shè)備運(yùn)行物理與化學(xué)參數(shù)的監(jiān)測(cè)手段，技術(shù)可實(shí)現(xiàn)全天候不間斷監(jiān)測(cè)，使檢修人員實(shí)時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)、預(yù)防嚴(yán)重故障。因此，可提高變電檢修工作的事前預(yù)防價(jià)值，對(duì)維護(hù)變電站穩(wěn)定、安全運(yùn)行有著重大意義。

1 變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)模式分析

目前，變電檢修中普遍采用的在線監(jiān)測(cè)模式有以下幾種：

以計(jì)算機(jī)為硬件設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)，其利用計(jì)算機(jī)、信息化技術(shù)展開設(shè)備監(jiān)測(cè)與管理，可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化監(jiān)測(cè)，且計(jì)算機(jī)內(nèi)設(shè)有數(shù)據(jù)庫(kù)集中存儲(chǔ)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的變電設(shè)備運(yùn)行信息、參數(shù)，便于統(tǒng)籌分析，科學(xué)落實(shí)調(diào)度與預(yù)警工作[1]。

以電氣化技術(shù)為技術(shù)基礎(chǔ)的在線監(jiān)測(cè)平臺(tái)，其利用電力設(shè)備的特殊性，可監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行中溫度、濕度等多項(xiàng)指標(biāo)，經(jīng)電子傳感器將采集數(shù)據(jù)進(jìn)行整合后傳輸?shù)奖O(jiān)控系統(tǒng)中，為檢修工作提供數(shù)據(jù)支持。

自動(dòng)化監(jiān)測(cè)平臺(tái)，其不僅能夠自動(dòng)化監(jiān)控變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、傳輸信息，也有著強(qiáng)大的故障預(yù)警功能，在檢測(cè)變電站運(yùn)行狀態(tài)過程中，一旦發(fā)生故障，可自動(dòng)識(shí)別故障類型、確定故障等級(jí)，做出對(duì)應(yīng)預(yù)警管理，并快速提供預(yù)警報(bào)告，為檢修人員提供故障位置等信息，提高檢修工作效率，有效控制故障范圍，避免影響擴(kuò)大。

2 變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 變壓器監(jiān)測(cè)

變電器監(jiān)測(cè)是在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心組成部分，其重點(diǎn)檢測(cè)變電器油中氣體變化情況，變電器故障時(shí)可通過分析油中氣體成分檢查故障痕跡、分析故障原因。如油過熱問題，變壓器油過熱或油與紙同時(shí)過熱都將導(dǎo)致故障發(fā)生，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)提示有頻繁出現(xiàn)過熱情況，則表示變電器存在較大隱患，應(yīng)及時(shí)檢修;異常放電故障，油紙絕緣局部放電、油中電弧、油中火花放電等均是故障表現(xiàn)，監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)任何一種情況，都預(yù)示變電器可能因局部放電出現(xiàn)燒毀或受火災(zāi)次生災(zāi)害影響，因此，此類故障表現(xiàn)頻繁出現(xiàn)，預(yù)示變電器即將損壞，應(yīng)組織檢修進(jìn)行更換;變壓器油中進(jìn)水或有氣泡產(chǎn)生，表示油中混入水分、空氣，影響油的絕緣性，出現(xiàn)更為嚴(yán)重的變壓器油電離、乳化問題，可因絕緣失效變電器被擊穿。以上故障發(fā)生后，通過在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，配合真空法、透析法、頂空法等分析變壓器油氣體成分，了解故障痕跡，以提高故障處理效率[2]。

2.2 電容型設(shè)備監(jiān)測(cè)

針對(duì)電容型絕緣結(jié)構(gòu)電氣設(shè)備在缺陷出現(xiàn)早期進(jìn)行檢修可預(yù)防故障發(fā)生，此類設(shè)備常見故障主要由絕緣受潮、絕緣被放電過電壓擊穿等，基于在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，利用三相不平衡法，當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)異常，三項(xiàng)不平衡電流中性點(diǎn)則出現(xiàn)不完全對(duì)稱，監(jiān)測(cè)工作受到雜散電流干擾，檢修人員將三項(xiàng)不平衡電壓調(diào)節(jié)至最小值，則可通過監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)中電阻參數(shù)的變化判斷缺陷。

2.3 斷路器監(jiān)測(cè)

斷路器是變電站運(yùn)行中的重點(diǎn)保護(hù)設(shè)備，常發(fā)生機(jī)械故障，其核心組件為操作線圈，利用具有測(cè)量電流功能的傳感器，實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)操作線圈電流波形，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)斷路器運(yùn)行故障;在線監(jiān)測(cè)中獲取的12T累積量是判斷斷路器觸頭磨損情況的重要依據(jù);監(jiān)測(cè)與分析開關(guān)剛分、剛開接觸壓力以及連桿卡死、松動(dòng)、斷裂等不同情況下輸出參數(shù)特性可反饋操作桿機(jī)械負(fù)載情況，輔助判斷設(shè)備運(yùn)行真實(shí)性能;斷路器分合閘操作行程產(chǎn)生的時(shí)間特性曲線數(shù)據(jù)可反饋斷路器機(jī)械運(yùn)動(dòng)情況與運(yùn)動(dòng)特性;監(jiān)測(cè)操作線圈電流、電壓波形數(shù)據(jù)，可直接判斷是否發(fā)生拒動(dòng)或勿動(dòng)故障;通過體外監(jiān)測(cè)獲取振動(dòng)信號(hào)可提供豐富的斷路器運(yùn)行狀態(tài)信息，便于判斷高壓開關(guān)機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)[3]。

2.4 電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

目前國(guó)家高度關(guān)注電能質(zhì)量問題，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)提高電能質(zhì)量有著重要意義，在線監(jiān)測(cè)可獲取不同種類評(píng)估電能質(zhì)量的指標(biāo)，并自動(dòng)化實(shí)時(shí)更新，檢修過程中分析匯總的數(shù)據(jù)，結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行電能質(zhì)量動(dòng)態(tài)分析，以便及時(shí)作出針對(duì)性調(diào)整;并且可以綜合分析獨(dú)立指標(biāo)的詳細(xì)特征，分層檢測(cè)電能質(zhì)量，對(duì)電能質(zhì)量問題進(jìn)行科學(xué)診斷，提供指導(dǎo)改善電能質(zhì)量、處理電網(wǎng)污染問題的科學(xué)數(shù)據(jù)。

2.5 主設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)

變電設(shè)備故障中，絕緣事故是僅次于機(jī)械故障發(fā)生率排名第二的常見故障，故障發(fā)生的主要原因是設(shè)備內(nèi)進(jìn)水受潮、絕緣性能下降，內(nèi)部帶電體朝外殼放電，隨著設(shè)備使用時(shí)間的延長(zhǎng)，絕緣事故發(fā)生率也對(duì)應(yīng)上升，除加強(qiáng)巡邏、檢修外，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用能夠最大程度發(fā)揮預(yù)防作用。將絕緣監(jiān)測(cè)裝置安裝在主設(shè)備內(nèi)，監(jiān)測(cè)絕緣性能、運(yùn)行狀態(tài)，可及早更換老化絕緣、減輕對(duì)外殼放電隱患，且可根據(jù)絕緣特性的變化進(jìn)行極限故障參數(shù)預(yù)報(bào)警、報(bào)警。監(jiān)測(cè)中獲取的參數(shù)變化趨勢(shì)反饋絕緣的健康狀態(tài)，其變化速度異常與趨勢(shì)異常都可成為診斷絕緣事故的依據(jù)，當(dāng)有異常趨勢(shì)出現(xiàn)，則提示絕緣性能下降，及時(shí)作出處理，可減少停電時(shí)間、降低故障發(fā)生幾率[4]。目前在線絕緣監(jiān)測(cè)裝置主要應(yīng)用在110kV以上電力系統(tǒng)中，可監(jiān)測(cè)電流互感器、變壓器、避雷器等主設(shè)備的絕緣運(yùn)行情況，在具體安裝中無需改變?cè)O(shè)備高壓設(shè)備原有接地方式，可準(zhǔn)確測(cè)量電容型絕緣設(shè)備介損、電容量及已泄露電流，監(jiān)測(cè)避雷器阻性電流參數(shù)與全電流參數(shù)。

2.6 高壓設(shè)備溫度監(jiān)測(cè)

高壓設(shè)備溫度變化主要由導(dǎo)電連接固定接觸與可動(dòng)接觸導(dǎo)致，因變電系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，多種原因均可導(dǎo)致接觸不良，如機(jī)械振動(dòng)導(dǎo)致接觸點(diǎn)溫度升高、觸動(dòng)燒蝕導(dǎo)致接觸點(diǎn)溫度升高，溫度升高后接觸位置發(fā)生氧化，增加接觸電阻，致使溫度持續(xù)升高，最終造成局部熔焊、電弧放電、火花等情況，危及周圍絕緣材料，損壞電氣設(shè)備[5]。因此，高壓設(shè)備溫度參數(shù)也是一項(xiàng)重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)，設(shè)定溫度最高閾值，溫度超過閾值上限后系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警，及時(shí)檢修處理，可預(yù)防重大事故發(fā)生。

目前，對(duì)高壓設(shè)備溫度的監(jiān)測(cè)主要通過兩種方式實(shí)現(xiàn)，其一應(yīng)用電工功能材料，即高分子正的電阻溫度系數(shù)熱敏材料，電阻率可隨著溫度變化呈現(xiàn)出非線性特征，準(zhǔn)確反饋設(shè)備實(shí)際溫度，確保溫度超出預(yù)警后立即通知檢修人員，反饋準(zhǔn)確情況;其二為紅外熱像儀，其診斷準(zhǔn)確，即使在高壓斷路器中應(yīng)用也能夠準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)導(dǎo)電回路電阻值，根據(jù)傳輸數(shù)據(jù)可準(zhǔn)確診斷開關(guān)觸頭情況，當(dāng)接觸不良發(fā)生，接觸電阻增加使熱耗損功率也隨之上升，在高溫環(huán)境下紅外熱像儀同樣性能靈敏，及時(shí)準(zhǔn)確檢出溫度升高情況，便于檢修人員了解高壓設(shè)備狀態(tài)。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用為工作開展提供了極大便利，有效預(yù)防設(shè)備故障、安全風(fēng)險(xiǎn)，為變電站安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障;且更為突出的價(jià)值是，在線監(jiān)測(cè)技術(shù)可將反饋設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的數(shù)據(jù)集中整理、分析，為高效、科學(xué)處理故障提供參考，提高變電檢修效率、質(zhì)量、可靠性。因此，應(yīng)充分利用在線監(jiān)測(cè)技術(shù)功能與價(jià)值，優(yōu)化與改進(jìn)變電檢修工作，維護(hù)電力系統(tǒng)穩(wěn)定、安全、可靠運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]張宇.在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用分析[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（23）：228-229.

[2]顧海濱，黃敏.在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用[J].電氣傳動(dòng)自動(dòng)化，2020，42（06）：28-30.

[3]田嘉瑞.電力系統(tǒng)變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2020，10（10）：97-98.

[4]殷峰，李剛，石小帥.在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用分析[J].機(jī)電信息，2020（20）：90-91.

[5]黃偉光，孫瑋祎.在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用分析[J].南方農(nóng)機(jī)，2020，51（09）：227.