電力系統變電設備在線監測技術應用研究

高功斗

摘 要：隨著科學技術不斷進步，我國變電設備在線監測技術持續發展。本文簡要分析了變電設備的三種故障，然后在線監測技術進行了闡述，最后匯總了常見的五種具體技術應用，以便根據各種故障做出準確判斷，提供分析思路，以供參考。

關鍵詞：電力系統;變電設備;在線監制

引言：這些年來，各個行業的不斷發展，電力技術也在逐步完善。變電設備監測技術的提高，能夠使電力更穩定，提供大量電力。電力系統變電設備在線檢測技術的構建，使我國的電力系統不僅正常運行，還高效安全。現階段，對于變電設備的實時監測，可以使其得到更好的發展。

1變電設備的故障

1.1繞組故障

變壓器一經絕緣擊穿就會發生繞組故障，故障造成繞組的短路和接地故障，股間短路故障，由故障導致的變壓器過熱或油溫增高，使電阻失衡發出聲響。發現繞組匝間短路會影響調查與測試結果，使其出現偏差，損壞絕緣，引起更為嚴重的并間短路等故障。發生故障會讓變壓器受到較大的損害。

1.2鐵芯缺陷

繞組與鐵芯是變壓器傳遞鏈接部件，鐵芯運行過程中也會出現變壓器故障。現對鐵芯故障的兩種情況作出闡述：第一是變壓器正常時，由于電容分布不均，使鐵芯無法接地，呈懸浮狀態，一定數量后，局部過熱，燒毀鐵芯;第二是鐵芯內部多點接地，運行過程中疊片距離過近，構成新的閉合回路，阻斷變壓器內部，無法釋放熱量，致鐵芯損壞破壞力驚人，最后造成了不良事故。

1.3分接開關故障

變壓器郵箱上有放電聲，電流不穩，造成電流擊穿現象是分接開關故障，表現為有載分接開關故障和無載分接開關故障。變壓器不夠精良和長期使用會發生這種故障，一旦發生事故情況會十分嚴重。

2在線監測技術概述

在線監測由電力設備、傳感器、信號調理、數據采集、信號傳輸等構成監控系統，由信號傳輸系統到數據采集系統后，經過處理和診斷系統集成操作實時監控電力設備的運行狀態，并根據實時數值觀察變壓器存在的問題。在線監測技術的優點是靈活可靠，監測參數多，功能齊全，有效提高了電力系統的工作效率。電力系統領域大量利用在線監測技術，滿足電力設備的充足需求，實現了一套完善的檢測系統[1]。

3電力系統變電設備常用在線監測技術

3.1油色譜在線監測技術

它是將控制技術、測量分析技術于一體，精密的來測量變電設備，變電器的容量、電壓，實時在線監測記錄數據。該技術能在電力設備運行時，及時、準確檢測出變壓器的潛藏問題，挖掘出絕緣油中溶解的各種故障氣體的特征濃度及氣體變化趨勢，這些氣體包括氨氣、氧氣、一氧化碳、二氧化碳等。通過這幾種氣體來判斷變壓器的故障方面，找到問題，及時解決不良隱患，找出變電系統、變電設備的不安全性。在線監測技術的自動監測，實時監控，能實現完全在線監測，準確找出源頭問題，便于及時維護，預防出現問題。相對于其他該類型的技術，油色譜在線監測技術軟件系統先進，準確率高，操作方便，使用壽命長，效果也更好。

3.2鐵芯多點接地監測技術

在正常運行環境下，變壓器鐵芯在碰到之后會出現接地情況，接地會產生電流，接地電流存在于鐵芯內部，在它運行過程中，通過觀察電流的數值來判斷接地引線中有無電流。電流的數值大小往往是非正常接力點所決定的，鐵芯多點接地監測技術通過觀察數值情況，結合現場環境，判定數值變化是否已經要發出預警或給予警報，鐵芯多點接地監測技術由無線收發模塊、通信接口、接地電流模塊組成。當有鐵芯多點接地問題故障時，先局部放電在線監測診斷系統，然后進行探測，看有無聲響，有無其他異常情況，取得大量數據后，判斷故障問題后，記錄相關信息和數值，及時的做好反饋，避免發生安全事故。

3.3熱點溫度在線監測技術

這種監測技術包括熱模擬測量法、直接測量法和間接計算法。用電需求大對變電設備的需求很高，導致變電設備因溫度逐步增高而發燙損毀，這時就需要用監測儀表來根據變壓器的溫度進行記錄分析，規定出詳細的數值依據，一旦發生故障情況，能及時立即維修，避免安全事故的發生，同時積累經驗，根據數值依據合理避免故障和事故的發生。近年來，有的變壓器數值波動大，但趨于規定值，也發生了發熱發燙，造成無法檢測，不能維修直接失去，不僅機器損失嚴重，還有可能發生火災事故和大規模停電事故，危害巨大。在生產和設備上的技術應用，合理地避免了火災事故的產生，利用紫外成像技術和紅外成像技術捕捉信息和數據，改善了變壓器的不穩定性，完善了監測，更好適應需求。

3.4電纜局部放電監測技術

3.4.1概念和特征

部分放電是一種局部放電，局部放電是絕緣體中只有局部的區域發生的放電，并沒有貫穿施加電壓的導體之間，若沒有導電通道就沒有絕緣介質，間隙處將產生缺陷，長時間的空隙承受著局部放電導致絕緣層腐蝕，絕緣介質出現嚴重損壞，最終導致損壞和故障[2]。所以不能將這種缺陷長時間放置于局部放電環境中。電纜局部放電監測技術重在塑造電力系統，優化變電設備，加強對周邊的監測并記錄，根據數據和測量實施檢修，從而降低事故的發生頻率和次數，減小故障損失，減輕損壞。

3.4.2在線監測局部放電的方法

（1）常規脈沖電流法：脈沖電流法在國際上應用最為廣泛。脈沖電流法在變壓器釋放過程中產生電脈沖，通過采集的電流信號測量變壓器，查看傳感器，對其內部的局部電流進行監測分析。當內部放電發生時，觀察電荷的移動狀態，是否隨之移動，有沒有形成回路。使用脈沖電流，通過實際測量，完成局部放電結果的監測。脈沖電流法在線測量監測往往使用低頻段，范圍值準確。常規脈沖電流是最直接的實驗方式，好操作，更加普遍，以測量靈敏度高，受干擾小來獲得局部電量。

（2）超聲波探傷法：超聲波探傷是利用超聲透過局部放電進入金屬材料來測試數值、大小、位置是否有缺陷。在監測過程中，超聲波通至內部，將監測數據傳輸到電氣設備外，根據這些來判斷位置和大小。局部放電下的超聲波法頻帶在20-230kHz之間，超聲波探傷的主要優點是：穿透能力強，空間定位準確，實時數據監測方便快捷，根據傳送的數值，精準計算信息值。

（3）射頻測試法：射頻測試法是通過一種高頻交流變化監測發電機信號，用羅氏線圈傳感器對變壓器，消耗小的則比較適用高頻率的項目。羅氏線圈傳感器的優點是反應快、體積小、方便拆卸、精準度高、探測范圍寬、可開口的線圈方便接入等，這些優點讓羅氏線圈傳感器能應用于電氣領域。但是它不能用于變壓器局部放電測量。

3.5繞組變形在線監測技術

繞組變形作為變壓器安全的重要問題與變壓器電感值、尺寸、短路阻抗密不可分。通過在線監測變壓器分析是否發生故障。變壓器短路在線監測系統提高了運行的穩定性和可靠性，精準判斷變壓器繞組發生的變化[3]。監測系統由采集數據系統、輸送電量系統、及連接設備組成。繞組變形在線監測技術對變壓器繞組變形情況的監測用頻率響應分析法，也稱為“頻響”，使用頻率響應分析法在線監測頻率信號的相關變化，分析監測回來的電容值和電感值的變化，分析參數。

結論：綜上所述，電力系統變電設備在線監測技術想要減少變電設備故障還需要采用有效正確的判斷方法。在線監測技術還有待于進一步加強，提高電力系統變電設備常用在線監測技術，完善已有的變電監測在線技術，健全變電設備監測體系，在此基礎上，獲得更高的監測數據，更好地建設監控系統。

參考文獻：

[1]楊鐸，李玉，郭裊，等.基于極寒條件下電氣設備運行監測技術的電力系統在線分析[J].電氣應用，2019，38（06）：112-119.

[2]李寧.淺談變電設備在線監測技術與狀態檢修[J].科技經濟導刊，2018，26（27）：69.

[3]周麗筠，楊洋.電力系統電力設備在線監測技術的相關研究[J].科技創新與應用，2018（16）：139-140.