电力设备运行状态在线监测系统的设计和实现

电力设备运行状态在线监测系统的设计和实现

高广学

中国电建集团核电工程有限公司 山东省济南市 250102

摘要：在变电站中，电力系统对电能传送和分配起到了重要意义，加强变电站电力设备运行监测和维护工作，能够保证电力系统正常运行。随着我国变电站电力系统容量的增加，电力设备运行安全和稳定显得非常重要。为了给电力系统正常运行提供良好环境，需要对电力设备日常运行情况进行监管，通过实施监测，加强运行维护，让电力设备运行满足国家要求，从根源上降低事故发生几率。

关键词：电力设备运行状态；在线监测系统；设计；实现；分析

1在线监测系统设计思路

1.1在线监测系统的总体规划电力设备在线监测系统，首先要建立监测基站，选择发电站和发电厂配置相应监测子站。在监测子站中，要采集每一个通过数据采集器收集到的数据，通过数据模块将数据进行转化处理，定时发送到监测子站，存入统一数据库。再由监测子站将数据统一传输到中心站上，并入数据库中进行存储。

1.2在线监测系统的结构

目前，电力设备在线监测系统是由监测中心站、变电站子站、水电厂子站等构成，整个监测系统采用光纤通信进行数据传输，子站之间采用监测专线。其监测过程是通过各个子站运行状态下的工作信号，经过通信光缆传输到数据处理器，然后由计算机软件模块进行处理，再通过通信线路传输到监测中心站，实现在线远程监控，调度中心站可以调用任何子站的边缘数据，实现中心站对子站的在线监测。

2变电站电力设备常见故障

通过对变电站电力设备故障产生因素分析，便于变电站技术人员清楚了解各个故障产生因素，对外部电力故障因素有深入的认识，了解停机故障常见类型。通常情况下，在变电站运行一段时间以后，因为设备磨损严重、设备老化等，导致变电站电力设备发生异常运行状况。例如，在遇到雷雨天气时，由于电力设备遭受雷击，电力设备发生线路损坏问题，产生连锁反应，导致电力设备损坏。为了将电力设备故障率降至最低，需要结合实际情况，选择最佳维护管理方式，对运行设备采取实时在线监测手段，实现对电力系统运行情况实时监管，保证电力设备维护工作有序进行。

在电力设备故障诊断中，设备产生的各个气体均是在事前在线监测中发现，这些气体能够真实展现出变压器内部绝缘油是否存在异常状况，通过色谱分析方式实现气体分析，及时找出电力设备运行中出现的问题。在产生气体中，涉及的气体有氢气、甲烷和一氧化碳等。通过对设备运行声音频率的诊断，可以精准找出变压器电阻变形状况，判断是否存在线圈绕组、电感应等问题，从而对故障发生位置精准判断，采取对应方式进行处理。

3电力系统设备状态监测技术的应用要点

3.1在线状态监测

为了满足当前设备监测需求，电力系统需要借助先进技术实现有效监测目的。其中在线状态监测主要包括故障诊断、监测分析、状态监测等三方面内容。其中在故障诊断环节中，需要通过计算机系统及时提取相关设备参数，并根据计算机数据库中的信息与之对比，以便准确找到相关的设备故障点。通常情况下这些提取到的故障信息往往很难利用系统直接获取，因而需要借助人工力量输入故障特点进行查找，以此提升故障点确定的准确性。而在故障诊断过程中，可利用故障信息排除经验等对故障加以分析，并将最终诊断结果传递给工作人员。在监测分析中，在原有数据诊断系统基础上增加分析功能，它可对电力设备整体数据量进行适当的分析，但当涉及到的数据量较大时会消耗过多资源，导致故障监测可行性较低。在最终状态监测阶段可利用传感器对设备数据进行采集，并经由数据库中存储的近期监测记录及事故追忆记录等可对电力设备的运行状态进行分析监测，从而达到在线监测效果。

3.2离线状态监测

离线状态监测在电力设备监测工作中占据重要地位，尽管状态监测技术不断在更新，但仍然离不开离线状态监测的重大支持。在离线状态监测工作中，不管电力设备是否处于正常开机状态，都可运用离线状态监测方式对设备进行实时检查，以便及时发现电力设备中存在的具体问题。离线状态监测在电力设备状态监测技术的实际应用过程中具有较强的优势。具体优势包括：①成本低。离线状态监测设备照比在线状态监测设备相比成本更低且安装容易。由于离线状态监测设备能够自由移动，并且根据实际工作需求可选择适合的监测时间。同时，离线状态监测设备还可对在线状态监测设备进行补充，以此保证设备状态监测技术得到妥善的应用。②便捷性。离线状态监测设备功能单一，所以在携带方面也较为简便并且更加适用于小型电力系统，同时不需反复安装，这样可对电力设备的安全起到一定的保护作用。另外，由于在线状态监测设备所监测的内容较广泛，在小型电力系统中不能发挥出全部的功能，从而造成资源浪费。而离线状态监测设备刚好可以满足小规模电力企业的实际需求，进而实现节能目的。

3.3无人检修监测

国外利用传感器进行电力系统设备状态监测的时间较早且经验较丰富，经过30多年的苦心研究，状态监测技术已取得了迅猛的发展，并且为电力系统的运行带来了较大助力。尤其在美国等国家已基本上实现无人检修监测，这对于中国电力系统设备状态监测技术的研发起到了一定的指导作用。所以，中国相关技术人员应当积极借鉴海内外先进的技术手段，并结合本国电力系统运行特征提高状态监测技术的可行性，从而为中国电力系统的高效发展提供重要支持。根据其他国家的实际应用效果，状态监测技术可极大程度上降低电力设备故障率，并提高设备维修效率，让电力设备在电力系统中体现出较大的实用价值，尤其是在资金成本等方面，无需浪费较大支出投入到设备维修工作中，从而保障电力企业在市场中突显出较强的竞争优势。所以，中国需继续深入研究，以此提高传感器研发及状态监测技术水平，争取更快实现无人检修监测目标。

4对电气设备运行状态在线监测系统实现的建议

4.1强化在线监测管理工作

只有不断强化在线监测工作的管理协调，才能使监测系统设计和应用得到最大限度的发展。近年来，我国电力设备运行状态在线监测发展很快，如何有效实施电力设备在线监测，提升产品功能和稳定性，实现现场安装、设计规范化，电力设备安全、运行稳定成为重点解决的问题。这就需要我国电力部门要建立一套完整的综合性评估监测机制，对电力设备中的技术性能、先进性、可靠性和电力设备生产单位进行综合评价。

4.2完善监控装置的性能

电力设备在线监测系统主要有测量结构不稳定、系统抗干扰能力弱等技术难点，经过我国科学技术的发展，介损测量和阻性电流测量技术已经有很大提升。当前任务难点是解决传感元件自身性能，如何提升线性度问题和提高故障采集及信息传递抗干扰能力，提升信息传递的可靠性和稳定性。另外，要提升电气设备组件的工艺水平和质量，避免误差太大影响监测结果。

4.3提升科研基础能力

电力设备在线监测系统的设计和实现，离不开科研单位、高校的技术支持，利用科学技术实现在线装置的开发，拓宽监控系统功能。还需要大力支持科技创新能力，加大技术研发和研究，尤其是对电气设备元器件、变压设备和气体绝缘设备进行技术攻关。如电力变压器综合性监控设备，能反映故障性质的特征参数，提升综合诊断能力。重点发展局部放电监测系统抗干扰能力研究，引进国外先进技术，结合我国电力设备实际情况，探究出具有我国自主创新能力的在线监测系统，将在线监测技术应用到电力行业中。同时，加大对气体绝缘组合电器在线监测技术的开发，监测故障性放电因子，加大技术攻关，尽早实现监测技术的应用化。

5结束语

在当前变电站电力设备运行过程中，受到设备老化等因素影响，导致设备故障问题频频出现，给电力系统持续运行带来直接影响。所以，电力企业应加强变电站电力设备运行监测和维护，根据实际情况，安排专人负责电力设备监测和维护，明确电力设备监测要点，采取不同电力设备维护方式，在实现电力设备运行监测的同时，及时找出存在问题并处理，提升电力设备运行水平，给电力企业稳定发展奠定良好基础。

参考文献

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