输变电设备在线监测及诊断技术分析吴继兵

输变电设备在线监测及诊断技术分析吴继兵

吴继兵

（国网河南省电力公司三门峡供电公司河南三门峡472000）

摘要：近年来社会经济飞速发展，带动了电网领域建设的升级。为了实现对输变电设备的故障诊断更加高效和准确，根据输变电设备在线状态下检测系统的历史数据，建立现代化设备在线检测和诊断系统。通过实际运行情况进行综合性分析，更加详细地介绍使用在线监测及诊断技术后输变电设备运行程序的操作，进而展现出这项技术实用性价值。

关键词:输变电设备；在线监测；诊断技术；应用分析；结构

1.输变电设备在线状态下监测及诊断概述

输变电设备在线状态监测概况来讲是指，通过获取和整理输变电设备正常运行情况中各项信息数据的方式。目前最为常用的方式主要包括在线、离线以及隔离运行设备的直接接触等三种监测，其中，在线监测是直接安装于输变电设备上进行实时监督、记录设备运行特征量的技术和检测系统。输变电设备在线状态监测及诊断技术的应用，随着输变电设备运维理念变化而展开的，但是，需要注意的是输变电设备在线监测并不是设备状态运行检测；输变电设备在线状态诊断也不是设备运行状态诊断。

输变电设备在线状态诊断技术主要是在设备上安装检测装置，对设备运行参数、故障类型等信息进行收集，并且结合历史故障信息作出自动判断。设备在线状态下诊断，需要按照特定时刻获取的设备特征量，将监测值与设备历史信息对比。

2.输变电设备在线状态下监测及诊断系统结构

结合输变电在线状态监测及诊断概念，进行监测及诊断系统的设计与搭建，进而实现输变电设备运行信息和参数的获取、处理、转换、传送以及储存等内容。

2.1在线监测及诊断系统设计思路

根据国内外输变电设备在线状态监测及诊断经验和成熟技术，展开输变电设备整体系统和框架的搭建，全面考虑输变电设备应用情况与发展需求，以试点实践等方式逐步推广在线监测及诊断技术在电网建设中使用。总的来讲，输变电设备在线状态监测及诊断设计思路主要有一下几点内容：第一，在线状态监测及诊断系统的数据处理。要求建立不间断性实时监测系统，并且保障该系统具有信息数据获取、处理分析、传输储存等性能。第二，输变电设备在线状态监测框架。监测装置的位置选定和安装，直接影响着整体系统的性能发挥程度。输变电设备主要故障区域可以分为一是，高电压区域，例如超高、特高压网线；二是，高负载区域，例如重载骨干线路；三是，检修困难区域，例如微气象和微地形外界环境、地质结构不良区域；四是，以受到外界因素破坏区域。针对符合上述内容的区域都需要部署和安装在线状态监测及诊断装置。第三，针对输变电设备在线状态监测及诊断装置的位置选定，需要综合评估输变电设备运行效益与社会效益。按照电压等级的差异性、运行时间、外界环境以及运行情况等因素展开科学配置。通常情况下，输变电设备在线状态监测及诊断需要重点安装在五百千伏变电站的变压设备、断路设备、电容设备、电抗设备以及金属避雷装置等。

2.2在线监测及诊断系统构架

在线监测及诊断系统核心内容是主站系统，通过与生产管理信息数据库相结合成为统一整体，但是又保持着性能相对独立。其中，主站系统性能是为了实现对输变电设备运行状态下各项数据信息进行分析处理、加工服务以及检测管理等工作。针对生产管理信息数据库主要是保障数据储存独立性能，在实际使用过程中是需要搭配其他设备。此外，主站系统具有一定的外界性能，将实时监测的数据和结果进行传输，为输变电站工作人员提供参考数据。主站系统接口包括由企业服务总线、WMS/WFS以及统一视频平台三者组成。其中，企业服务总线端口使用性能是提供主站系统气象信息、调度信息以及雷电预警、此外，主站系统也可以通过企业服务总线将监测到的精准信息传输至其他相关联系统；WMS/WFS能够通过地理信息监测系统，为主站系统传输地理数据和信息；统一视频平台接口可以提高信息互通性，更加快速和准确地发出控制指令。同时，也可以保存相关视频的信息数据。

3.输变电设备在线状态监测及诊断系统运行

结合近年来输变电设备运行信息和数据进行分析，确保输变电设备在线状态监测系统实际运行情况的评价更加客观与科学，并且结合实际案例进行系统运行说明。

3.1输变电设备在线状态监测及诊断应用

实际运用在线状态监测及诊断系统，可以对设备突发事件进行控制和缓解。例如：电抗设备三相电位线路烧损、换流变磁接触屏蔽性能受损等事故。由于设备重大性事故具有突发性和隐蔽性，常规检查或人为巡检很难对此类隐患进行查找，一旦事故发生造成的损失非常严重。通过运用在线状态监测及诊断，能够弥补人工操作的各项缺陷，进而控制事故引发的经济损失。针对换流变磁接触屏蔽事故，其主要诱因是在实际使用和运行过程中，线路乙炔不断增长，加上工作人员没有及时对其进行控制，使得乙炔增长至1.6ppm并且保持稳定。这类事故的发生主要体现在监测及诊断系统测量值大幅度异常升高，直至超过合理范围后减缓增长速度，按照测量值变化能够判断换流变磁设备内部是否出现放电问题。当确定存在放电问题后，需要立即组织工作人员对换流变磁展开放电部分的超声波检测和定位，然后组织进行设备内部检查和排油，最终确定监测信息和数据准确性，完场故障排除工作。

针对电抗设备在性能检测试验中出现了乙炔、总烃以及乙烯数据全部超出标准范围，并且设备使用时间超过了二十年，进行过故障大修。相关工作人员在面对数据指标超额时，需要再次审核检测信息增长情况，根据数据指标变化程度判断电抗设备是否出现了内部放电。此外，针对故障设备展开停电检查，组织运维人员进行全面排查，并且在设备排油结束后对内部放电情况进行检查，核实在线监测及诊断系统对输变电设备判断是否准确。

3.2在线监测及诊断数据应用分析

输变电设备在线状态监测及诊断系统实际运行过程中，能够对输变电设备线路故障进行判断，针对五百千伏变电站的微气象检测出现跳闸现象，该系统能够显示输变电设备故障线路的气温，当线路气温减少至零点一下，其周边空气的湿度会更加接近饱和情况。总的来讲，是由于外界环境影响形成的，导致绝缘子的表面开始形成冰水混合物，一旦超出标准范围后就会引发线路跳闸和导电等问题。此外，微气象检测输变电设备能够判断周围环境的风速。当监测数据表明输变电设备的最大风速升至三十六米每秒，并在此后十分钟内平均风速增长至二十八米每秒，进而可以判断出外界因素的影响。

结束语：

总而言之，随着国内电网建设规模日渐扩大，使得输变电设备越发多样化。针对输变电设备制造结构复杂程度，进行输变电设备在线状态监测及诊断系统设计的开发和研究，制定基于在线监测及诊断技术水平的监测框架。通过对输变电实际运行中各项数据信息进行综合统计和分析，对比历史发生设备故障，进一步了解和掌握输变电设备在线状态监测及诊断系统执行流程和操作程序，并且最大程度上发挥出在线状态监测及诊断系统使用价值，为电网整体系统运行的稳定以及后期电力改革升级提供准确参考依据。

参考文献:

[1]王少华，叶自强，梅冰笑.输变电设备在线监测及带检技术网中的应用现状[J].高压电器，2011，47（4）：84?90.

[2]王争荣，邓晓健.变压器油中气体在线智能诊断系统[J].电力系统及其自动化学报，2002，14（1）：64?66.

[3]顾国成.变压器油中气体的连续监测日本近年来用高分子膜作为离油中气体的研究工作一览[J].高电压技术，1983，9（4）：422?428.