对变电站电气系统在线监测研究

对变电站电气系统在线监测研究

温建国

（内蒙古大唐国际再生资源开发有限公司内蒙古呼和浩特010206）

摘要：变电站在电气系统中肩负着电力传递的关键角色。笔者以变电站里面的电气系统为研究对象，对于变电站里面的变压器、避雷器与高压断路器等关键电气系统的在线监测实施了细致的研究。期望可以在本文里面为变电站电气系统的管理人员，给予在线监测角度的理论参照与技术帮助。

关键词：变电站；电气系统；在线监测

身为电气系统里面特别关键的一个输出与输入部分，变电站里面所有电气系统的在线监测工作还存在特别重要的功能。伴随着我国当代生产力、行业经济以及科学技术的可持续发展，无论是硬件还是软件的装置运用，以及装置、网络的技术研发，变电站电气系统的在线监测技术都向着在第一时间内、整体与正确的角度优化提升。

1变压器的在线监测

变电站里面变压器的在线监测关键有油里面气体的在线监测、绝缘在线监测、小范围放电的在线监测以及热电传感器协助控制功耗。

绝缘在线监测是变电站中变压器在线监测管理中无法缺少的一个主要工作。这种监测机制将持续的向变压器的泄漏电流、运作电压、介质损失小与温度湿度等情景原因实施监测。

小范围放电的在线监测涵盖了电气监测、光学监测、化学监测以及有声监测等方式。这面最常见的一个方式是声学监测方式，也就是经由声学传感器对变电站小范围放电所造成的暂时停止的声音信号实施捕捉与记录。此在线监测的方式可以监测出变电站运作过程当中一瞬间的放电信息，同时能够快速提供定位服务。然而声学监测法对声学传感器的灵活性标准较高，正常运用的都是自动化程度相对不低的高频传感器。

热电传感器协助控制功耗，是针对变压器中油温的改变。只要油温太高，使得变压器由于短路而产生的安全隐患。依照全球对变压器油温的规范准则，热点温度应当在整体上考虑电压机械设备，在单位时间内所担负的工作量和绕组油温提高的状况下，在最高油温的参数基本上预测与评价出来。开始应用时间不长的红外线监测技术，是一个运用全天候监测的热成像图，研究与辨别环境油温热点温度的在线监测技术。这种监测技术把温度差异合理的控制在了1℃之内。

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约束过电压范围与保护变压器电路可靠的一个电气系统。避雷器的在线监测关键有整体电流、功率损失消耗与环境湿度等。

整体电流的在线监测集中在对电流塑封性能的监测。一般状况下，工作人员会把一个主电流的监测设备装配在氧化锌避雷器的底部与地面当中。通过电压传感器的持续性在线监测，针对避雷器计数器电阻上的电压消息实施记录，对整体电流的参数信息实施研究，对主电流的提升状况与泄漏电流的数值增加判断。

功率损耗的在线监测直接反应出的是变电站里面避雷器使用年限的减少与可靠性的劣化。伴随着功率的进一步损耗，避雷器的真实电阻值将变大，泄露出来的电流同样将不断变多。电阻增加、电流泄露的运作状况又将提速避雷器功率的损耗，如此便陷入了功率损失消耗的恶性循环当中。但是，工作人员仅仅需要在线监测避雷器的电阻改变情况与泄漏电流的参数，便可以精确的掌握避雷器功率的实际损失消耗状况。

3高压断路器的在线监测

变电站里面高压断路器的安全隐患大致体现在设备安全隐患。故而，高压断路器的在线监测关键就是对它系统功能与系统安全隐患的恰当监测。但是在线监测的具体方案涵盖了电气设备振动监测、合分闸线圈电流监测与行程周期特征与开关速率监测。

电气设备振动监测是指在高压断路器合闸以及分闸的过程当中，把操控电气设备与连动电气设备等机械化的运动轨道转变为冲击振动的响应信息。工作人员能够从上述信息的波段记录当中确认高压断路器的电气设备动作状态。

合分闸圈电流监测正常运用的是补偿式霍尔电流互感器，专业的监测高压断路器开关合分闸的线圈电流波形。工作人员能够把在线监测的电流波形与普通的电流波形实施重叠对比，便可以寻找高压断路器开关电气设备的差异状况与存在安全隐患定位。

行程周期特征与开关速率的在线监测是在操控设备直线运作的线杆上装配直线式广电编码传感器，或是在操控设备的旋转轴上装配增量式旋转光电编码器传感器。运用传感器监测高压断路器中开关操控动触头的行程形态。再经由计算来得出开关速率，结合行程的周期特征，辨别高压断路器的电气设备功能是否良好。

4实例分析

现如今，某项目中设计的某500kV变电站已经装配了一套CIE－2000型在线监测设备。高压装置绝缘状态下监测装置选取了变压器套管、铁芯、电容式电压互感器、电流互感器、氧化锌避雷器当做关键被测对象，这面避雷器测量泄漏全电流与其容性与阻性分量；变压器套管、电容式电压互感器、电流互感器测量其泄漏电流和介质损耗相对变化量，铁心监测泄漏电流，同时监测和记录现场温度、湿度及瓷裙表面污秽电流等环境参数。本文以此为例阐述了该项目运作状况和其中存在的问题。

4.1系统介绍

（1）CIE－2000型绝缘在线监测设备分成三个部分。其一是就地信号采集单元，其二是前台处理系统，其三是远程参数研究与传输设备。前台处理设备经由工业总线控制就地信号收集单元，用许多形式显示，直观对比现如今和历史参数曲线，同时由内部局域网与向远程参数研究与输送装置传递。辨识软件经由WEB远程下载变电站现如今、原始参数，同时可以接入电力超高压企业的管理信息系统，可以帮助相关专职人才作出评价和管理。

（2）传感器分成绝缘信号传感器与电压信号传感器，运用环氧树脂浇注工艺同时屏蔽铁壳固定缆线装置，其在设备里面起着获取、变换信息的主要功能。为了确保监测设备的品质，末屏接地线运用大面积多股线，段子接线箱100号扁铁接地，确保其接地安全，信息电缆运用铠装屏蔽电缆，电缆头加装高强度绝缘护套，又抗干扰、整齐美观。

（3）现如今的绝缘在线监测产品基础都是用迅速傅立叶改变的方式来计算损耗。取运行设备PT的标准电压信号与设备泄露电流信号直接经高速A/D采取样本变换之后输送到电脑内，经由软件的方式对信息实施频普研究，只抽取50HZ的基础信息实施计算算出损耗。此方式可以更好的抵消所有高次谐波的影响，测试参数平稳，可以更好的反应出系统的绝缘改变。这对装置物理量的在线监测则是经由置放传感器探头的方法采集信号，并转换成数字信号送入计算机分析处理。

（4）CIE－2000型绝缘在线监测系统的测试精度一次泄漏电流：1％，设备等值电容：1.5％；系统电压。

4.2CIE－2000型绝缘在线监测系统特点

（1）信号采集单元设计原理采集单元就地采集所监测设备的电压、末屏电流等信号并进行数据处理，求得其幅度、相位等参数，进而可计算介质损耗角等电气参数。

（2）采集单元设计特征运用数字信号处理技术身为硬件环境；传感器运用高导磁率铁心，能够精准监测小范围信号的幅度与方向，屏蔽策略完善，干扰影响降低；前向放大部分采用低温漂、高精度型运算放大器以及高精度电阻使模拟放大通道稳定。

（3）监测系统的选择型号标准系统运用和高压装置尚未直接电气链接的一匝穿芯式传感器；选取分层分布式装设备，就地收集电气数据，需要规避微安、毫安级小电流模拟信息的长距离输送；施工装配简单便捷，具备一定的可维护性；状态参数就地监测标准正确、平稳、可靠。不干扰变电站电气系统的运作形式，尤其是电气系统部件接地的标准。

参考文献：

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[3]变电站电气系统在线监测研究[J].许燕雯.山西农经.2016（01）

[4]变电站电气系统检修的必要性与实践措施研究[J].贺连奎.电子世界.2014（16）