變電站電氣設備在線監測綜述

張慧

摘?要：隨著輸變電設備狀態檢修的深入應用，智能電網建設加速發展，電力設備在線監測得到了廣泛應用，提高了電網供電可靠性，為此闡述了變電站一次設備的在線監測應用情況，結合實際應用提出了目前在線監測存在問題及解決措施和建議，對在線監測工程應用具有指導意義。

關鍵詞：變電站;電氣設備;在線監測

為降低停電和維修費用，人們開始關注在帶電測量技術的基礎上發展起來的新監測技術——在線監測，并探索以在監測為基礎的狀態維修。

一、變電站電氣設備在線檢測技術概述

目前，我國變電站對于電氣設備的主要檢測方式是預防性試驗，而通常預防性試驗電壓遠遠低于運行電壓， 在低電壓的情況下有的在線監測結果是正常的，但是有的絕緣缺陷只能夠在高電壓的情況下暴露出來，這就導致預防性試驗無法及時準確地發現故障，帶來了潛在的安全隱患。一旦隱患爆發，通常意味著巨大的經濟損失，有時還會出現人員傷亡。但是當前這種對于電氣設備的檢測方式短期內難以改變，只能夠尋求另外的檢測技術。

變電站電氣設備在線監測技術為電氣設備的檢測方式提供了新的思路，科技的發展使得建立變電站的電氣設備在線監測系統成為了可能，各種高靈敏度的傳感器可以及時收集電路的運行情況，采集相關的信息后交由計算機進行處理，確認電路是否運轉正常，能夠有效保障電力系統的安全運行。

二、在線監測系統的原理

變電站電氣設備在線監測系統是利用各種高精度的傳感器來實時收集變壓器、電容型設備、電力傳輸線路的運行情況，然后經由計算機進行處理之后呈遞給操作人員的一種在線監測的方式。通過各種傳感器，如電磁傳感器、力學量傳感器、聲參數傳感器、熱參數傳感器、化學量傳感器等的應用能夠將各種物理信號轉變為電子信號，經過電腦處理分析之后呈遞給操作人員，由操作人員判斷線路是否異常，是否該停電檢修。變電站電氣設備在線監測系統的運用能夠提高監測的時效性和準確性，在故障還不是太嚴重之前就及時消除，這樣能夠有效減少相關維護人員的工作量和工作強度。

變壓器油中溶解氣體監測部分通過控制處理部分可以獨立構成單元，實現油中溶解氣體的監測，并且通過通訊部分轉接到工業控制計算機，實現了對多臺變壓器油中溶解氣體的在線監測。變壓器套管絕緣、電容性設備介損、MOA 阻性電流的監測，通過各自相應的電流傳感器獲取信號，經信號控制處理部分，再將數據聯系到工業控制計算機，這樣便于實現對多個電容性設備和MOA阻性電流的監測。最后監測數據經遠程通訊，傳送到供電局內MIS 系統上，實施對設備絕緣的及時監督。

2.1 變壓器油中溶解氣體在線監測單元

當前幾乎所有的大型變壓器中都會使用到變壓器油來提高變壓器的絕緣和散熱性能。變壓器油作為一種有機材料，在長期的使用過程中肯定會發生變質的情況，在熱、電、氧、水等多種因素作用下這種變質是難以避免的，而變壓器油在變質的過程中會裂解出來一些分子氣體。通過相應的色譜分析可以了解分子氣體的產生量，從而反映變壓器油的變質情況，不僅可以在變壓器油變質到一定程度時及時替換，還可以借變壓器油的變質進程來側面反映變壓器的運行是否正常。常見的變壓器的監測裝置主要由油氣分離單元、氣體檢測單元和微機處理、控制及診斷單元組成，借助某些合成材料薄膜的透氣性可以將變壓器油與變質產生的氣體分開，然后對變質所產生的氣體進行檢測，檢測的結果由微機處理診斷，然后將各種異常情況反饋給變電站控制端。

2.2 變電站電容型設備的在線監測

在變電站中不可避免地會用到高壓電容型設備，而對于高壓電容型的設備是通過測量其絕緣的介質損耗角正切值tanδ來反映的。而通過對于MOA 阻性泄漏電流的探測能夠反映介質的損耗程度，確定電容器是否還能滿足正常工作的需求。圖2為電容型設備介質損耗和MOA 阻性電流在線監測單元原理圖。

對電容型設備tanδ的測量， 被測的電壓和電流信號分別從電壓互感器（Y H）副邊和容性設備末屏上獲取， M O A 阻性電流信號從M O A 的接地引下線上獲取， 采用高精度電壓、電流傳感器將Y H 和設備上的電壓、電流變換成低壓小電流信號， 信號傳導至中央處理器進行處理，以可讀性更強的形勢呈現在變電站管理人員面前。

三、絕緣維護技術探討

在預防性實驗的過程中線路中的電壓是遠遠低于實際運行的電壓的，一般預防性試驗的電壓不超過十千伏，而實際運行時線路中的電壓可以達到數萬伏，這就可能導致電路的絕緣系統存在缺陷卻仍舊能夠通過預防性試驗，而在變電站投入正常使用之后就存在嚴重的安全隱患，尤其是對于承載電壓較高的電氣設備更是如此。

電氣線路一旦出現故障，檢修工作勢必會導致區域范圍內的停電，帶來巨大的經濟損失，而通過對于變電站電氣設備在線監測系統的運用，可以及時反映電氣設備的運行情況，了解線路中是否存在異常，然后判斷是否需要停電維修，減少由停電維修所帶來的損失。由于變電站電氣設備在線監測系統尚不完善，沒有統一的執行標準，因而在線監測所測得的特征量只能是與同一設備連續監測的數據相比較作為主要參考對象， 以同類設備的在線監測值作為輔助參考對象。這就需要前期收集大量的數據作為數據庫，借此來掌握同一設備連續監測的數據變化規律和同類設備的在線監測值變化規律，從而進行分析處理工作，這樣前期的投入量就比較大，而且前期使用效果也并不理想。

四、結束語

我國經濟的快速發展離不開電能的支持，而社會對電能需求量的增加，給電能的輸送距離以及可靠性提出了更高的要求，只有高質量的變電站才能夠滿足這一要求。電氣設備作為變電站的核心，其運行情況對于電能的輸送至關重要。而科技的發展使得對于變電站電氣設備的實時檢測成為了可能，也為變電站的管理工作提出了新的方向。雖然當前的變電站電氣設備在線監測系統還存在一些缺陷，但是隨著科技的進一步發展，電氣設備的運行規律勢必將會被人們所熟練掌握，在線監測技術必然會不斷得以完善，在變電站電氣設備檢測工作中發揮積極的作用。

參考文獻：

[1]杜俊杰.關于變電站電氣設備在線監測的分析[J].中國設備工程，2018（06）：115-116.

[2]劉芯溧. 變電站一次設備溫度監測系統的設計與實現[D].西安電子科技大學，2017.