基于变电站电气设备在线监测的简析

基于变电站电气设备在线监测的简析

刘明冀慎龙

（国网山东省电力公司检修公司山东省济南市250000）

摘要：变电站是电力系统的重要组成部分，其电气设备的运行状态是十分重要的，且状态的好坏关系到整个电力系统能否稳步运行。因此，目前变电站电气设备在线监测技术越来越受到重视，且它的运用也越来越广泛。在线监测技术能够节约维护所需的各种资源，同时效果比人力维护更好，是未来电力系统的必然发展趋势。本文主要针对变电站电气设备在线监测进行简要分析，以供参考。

关键词：变电站；电气设备；在线监测

近年来，随着变电站建设数量的不断增多，对电气设备的维护和管理工作提出了更多、更高的要求，而且变电站又作为输配电系统的关键环节，其运行水平对整体供电效果有着重要的影响。因此，对变电站进行在线监测，实时监控电气设备的基本运行情况，这样不仅可以提升变电站运行的稳定性和可靠性，减少安全事故的发生，延长电气设备的整体使用年限，降低电气设备的管理和维护成本，同时还有利于提高供电质量和水平，有利于推动电力企业的长期有效发展。

1在线监测技术的基本概述

当前，电力企业主要采取预防性试验的方式来监测变电站中的电气设备，但是这种预防性试验所需要的电压往往小于实际运行所需要的电压，有时在低电压状态下得到的监测结果显示为正常，但是在高电压状态下又会暴露出很多的绝缘缺陷，这种预防性试验通常无法及时的发现运行故障，存在着很多的潜在安全隐患，这不仅会为企业带来经济上的损失，而且还很容易造成人员方面的伤亡。由于这种监测方法很难在短期内进行改变，所以最好运用其他类型的监测技术。随着技术水平的提高，在线监测技术应用越来越广泛，为变电站的在线监控提供了可能性空间，运用灵敏度较高的传感器能够实时监控和了解电气设备的具体运行情况，采集电路运行信息，然后通过计算机进行分析处理，及时发现电气运行中的问题，方便采取针对性措施进行解决，确保电力系统可以正常稳定运行。

2变电站电气设备在线监测分析

2.1变压器的在线监测

变电站中变压器的在线检测主要有油中气体的在线监测、绝缘在线监测、局部放电的在线监测和热点监测。

绝缘在线监测是变电站中变压器在线监测管理工作中不可或缺的一项重要内容。该监测系统会不间断地持续向变压器的泄漏电流、运行电压、介质损耗和温度湿度等环境因素进行监测。

局部放电的在线监测包括了电气检测、光学检测、化学检测和有声检测等方法。其中最常用的一种就是声学检测方法，即通过声学传感器对变电站局部放电所产生的暂态声音信号进行捕捉和记录。这种在线监测的方法能够检测出变电站运行过程中一闪而过的放电信号，并且可以迅速予以定位。但是声学检测法对声学传感器的敏感性要求很高，一般采用的都是自动化程度较高的高频传感器。热点监测针对的是变电站中油温的温度变化。一旦油温过高，很容易导致变压器因为短路而出现故障。根据国际上对变电站油温的规定标准，热点温度必须在综合考虑电压负载和绕组油温上升的情况下，在最高油温的数据基础上预测和评估出来。刚刚应用不久的红外线检测技术，是一种利用全天候监测的热成像图，分析和判定环境油温热点温度的在线监测技术。该项检测技术将温度误差有效地控制在了1℃以内。

2.2避雷器的在线监测

变电站中避雷器的在线监测是专门用来限制过电压幅值和保护变压器电路安全的一种电气设备。避雷器的在线监测主要有全（漏）电流、功率损耗和环境湿度等。

全（漏）电流的在线监测集中于对电流密封性的检测。通常情况下，工作人员会将一个主电流的监测装置安装在氧化锌避雷器的底部和地面之间。经过电压互感器的连续性在线监测，对避雷器计数器电阻上的电压信号进行记录，对全电流的数据信息进行分析，对主电流的增长情况和泄漏电流的数值加以判定。

功率消耗的在线监测直接反映出的是变电站中避雷器使用寿命的缩短和安全性能的劣化。随着功率的不断消耗，避雷器的实际电阻值会增大，泄露出来的电流也会逐渐增多。电阻上升、电流泄露的运行情况又会加速避雷器功率的消耗，这样就陷入了一个功率损耗的恶性循环当中。不过，工作人员只需要在线监测避雷器的电阻变化和泄漏电流的数值，就能准确掌握避雷器功率的真实损耗情况。湿度的在线监测技术是借助一些电子测量仪，对变电站内部环境的空气湿度进行全天候的数据监测。一旦湿度超过了规定的安全范围，电子仪器就会发出预警性的警报，提示工作人员对避雷器进行安全检查和故障排查。

2.3高压断路器的在线监测

变电站中高压断路器的故障集中表现为机械故障。所以，高压断路器的在线监测主要就是对其机械性能和机械故障的适时检测。而在线监测的具体方式包括了机械振动监测、合分闸圈电流监测以及行程时间特性和开关速度监测。机械振动监测指的是在高压断路器合闸与分闸的过程中，将操动机械和连动机械等机械化的运动轨迹转化成冲击振动的响应信号。工作人员可以从这些信号的波段记录中确定高压断路器的机械动作状态。合分闸圈电流监测一般采用的是补偿式霍尔电流互感器，专门检测高压断路器开关合分闸的线圈电流波形。工作人员可以将在线监测的电流波形和正常的电流波形进行重合比较，就能找出高压断路器开关机械的异常情况和故障位置。

3在线监测技术发展趋势分析

在线监测技术的发展和应用离不开计算机技术、光纤技术以及材料技术等多个方面的发展。例如，当前最新的油中氢气监测材料所使用的透氢膜就有赖于监测材料技术的迅速发展。灵境技术是一种能够将现实和虚幻有效连接起来的技术。其作用原理是利用相应的输入设备，例如数据手套等，将虚拟的立体头像通过专用的显示器来为人们展现出来。灵境技术在变电站电力设备监测中的应用的优势在于，它能够将变电站所发送的数据信息通过立体图像的形式展现给电力设备检修人员。即使操作人员距离电力设备千里之外，也会有一种身临其境的感觉。尽管这项技术还没有被广泛的应用到电力设备的检修之中，但是这项技术对于今后电力设备监测管理水平的提升有着重要的意义。随着计算机技术以及电子技术的不断发展，通过两者的有效结合能够有效的将人的视觉和听觉进行模拟，但是在模拟人的嗅觉方面还具有较大的阻碍。因此，在今后的变电站监测技术发展过程中，加强对气味识别和模拟技术的研究和应用有着较大的发展空间。

结语

我国经济的快速发展离不开电能的支持，而社会对电能需求量的增加，给电能的输送距离以及可靠性提出了更高的要求，只有高质量的变电站才能够满足这一要求。电气设备作为变电站的核心，其运行情况对于电能的输送至关重要。而科技的发展使得对于变电站电气设备的实时检测成为了可能，也为变电站的管理工作提出了新的方向。虽然当前的变电站电气设备在线监测系统还存在一些缺陷，但是随着科技的进一步发展，电气设备的运行规律势必将会被人们所熟练掌握，在线监测技术必然会不断得以完善，在变电站电气设备检测工作中发挥积极的作用。

参考文献：

[1]王丽英.变电站高压电气设备状态检修的现状及其发展[J].山东工业技术，2016（11）：213.

[2]黄智，夏志鹏.针对变电站设备在线监测的应用研究[J].科技视界，2015（04）：336+394.

作者简介：

刘明（1987.11-），男，山东济南人，华北电力大学本科，助理工程师，研究方向：在线监测技术使用。

冀慎龙（1989.03），男，山东泰安，东北大学电气工程硕士，工程师，研究方向：高电压绝缘技术。