变电站电气设备在线监测研究

变电站电气设备在线监测研究

高逸帆

浙江精功精密制造有限公司   312030

摘要： 在电力系统中，变电站是最为重要的组成部分，其运行的可靠性能够直接影响到电力系统的正常运行，并且与人们的安全用电有着很大的联系，因此，要想满足人们日常安全用电需求，最大化提高电力系统的运行效率和运行稳定性，关键任务就是要采取在线监测技术对变电站电气设备的运行情况进行实时的监测与管控，以便可以做到及时发现、及时处理，这样才能促使电力系统的运行可靠性达到最大化。本文也会结合当前变电站电气设备在线监测的必要性，对其所采用的在线监测系统特点以及应用要点进行着重分析，以便为有关人士参考借鉴。

关键词：变电站；电气设备；在线监测系统；应用要点；研究分析

  变电站在电力系统中占有着极为重要的地位和作用，其主要承担着电力传输的任务，鉴于此，为了确保电力系统的正常运行，更好地为人们提供优质的电能，满足其安全用电需求，首要任务就是要做好变电站电气设备在线监测工作，以便通过先进的在线监测系统，及时将设备运行过程中存在的故障隐患挖掘出来，并采取有效措施加以全面的处理，这样才能进一步提高电气设备的功能作用，切实保障整个电气系统的安全稳定运行。

1.变电设备实施在线监测的必要性分析

  现今，随着社会用电量的不断升高，对于电力供应也会提出更高的要求，要想满足这种高要求，相关供电企业就要对电力系统加强运维管理力度，以便使其整体运行的稳定性及可靠性等得到最大化的提升。但在这种高供电形势下，传统计划检修管理模式根本无法适应现代化电网管理与发展需求，因为该管理模式一般按照定期检修的方式对故障电力设备进行维护管理，这样不仅会延长设备维修周期，耗费大量的人力物力，而且获得的检修效果也是不甚理想。另外，传统的电力设备检修方式还存在一定的局限性，其检修工作一般只有在10kV电压以下的条件下才能进行开展，这样就会导致一些变电电力设备故障并不能得到及时有效地解决，从而给后续电力系统的正常运行埋下一定的安全隐患。因此，要想改善现状，更好的提升电力系统的运行稳定性和安全性，关键任务就是要采取科学有效的检修管理模式来对变电站电力设备进行全面的监测与管理，如在线监测系统，这样才能将电力设备故障问题及时准确的挖掘出来，并采取有效措施进行维护，从而满足电网持久安全稳定运行需求，因此，只要对变电站电气设备实施科学有效的在线监测，才能最大化减少电力设备故障发生几率，提高供电企业维护管理水平，满足社会用电需求，为其提供更为优质、安全的电力能源。

2.变电设备在线监测系统的工作原理分析

对于变电站电气设备而言，在线监测系统的工作原理主要是利用各种高精度传感器，如电磁传感器、力学量传感器、声参数传感器、热参数传感器等，对其实际运行情况进行实时的收集，然后再利用计算机对所收集的相关信息进行有效处理，最终再将处理结果转变成相应的电子信号，并传递给相关操作人员进行分析，以便根据这些电子信号准确判断电力系统故障，看其是否需要进行停电检修工作。另外，该在线监测系统具有较强的监测时效性和准确性，可以快速处理和解决变电设备故障，从而最大化提高电力系统故障检修工作效率，减轻相关维护人员的工作负担[1]。

3.变电设备在线监测系统的应用要点分析

3.1变压器在线监测中的应用

在变电站系统中，变压器是其最为重要的组成部分，在对该电气设备进行在线检测时，一般会运用到以下几种在线监测方法：第一，油中气体在线监测方法，   即采用由油气分离单元、气体检测单元和微机处理控制及诊断单元组成的监测装置，借助合成材料薄膜的透气性来将变压器油与变质产生的气体分离开，并对变质所产生的气体进行有效的检测，进而根据检测结果，对变质的变压器油进行更换，这样才能保证变电站的正常运行；第二，绝缘在线监测方法，即通过对变压器整体运行情况的不间断监测，来判断其在运行过程中产生的泄漏电流、运行电压、介质损耗以及温湿度环境因素等是否会对其正常运行造成影响，一旦发现问题，要及时采取措施对各项指标参数进行有效调整，使其达到相应的规范标准要求，必要时，还要及时更换变压器设备；第三，局部放电在线监测方法，即通过声学传感器来捕捉变电站局部放电所产生的短暂声音信号，并以此为依据准确定位故障变压器，从而在第一时间采取有效措施对故障问题进行解决，以免问题扩大，给整个电力系统的安全稳定运行造成不良影响；第四，  热点监测方法，即针对变电站中油温的温度变化进行实时的监测，因为一旦出现油温过高现象，就会导致变压器发生短路故障，鉴于此，在采用该在线监测方法时，相关工作人员就要按照国际变电站油温控制标准，采取红外线检测技术来对变电站中油温温度的变化情况进行全天候监测，并对变电站电压负载和绕组油温上升情况进行充分考虑，这样才能准确分析和判定环境油温热点温度，从而及时采取有效措施进行预防和控制，以免油温过高影响到变电站的正常运行。

3.2避雷器在线监测中的应用

首先，要采用电流密封性检测方法对避雷器的全（漏）电流进行检测，在这一环节中，工作人员要先在氧化锌避雷器的底部与地面之间安装一个电压互感器，进而通过该互感器对避雷器计数器电阻上的电压信号进行连续性在线监测，以便可以对全电流数据信息进行有效分析，这样才能准确判定主电流的增长情况和泄漏电流的数值；其次，对避雷器功率消耗进行在线监测，可以直接反映出变电站避雷器的安全性和实用性。因为随着功率的不断消耗，避雷器的电阻值就会逐渐加大，而泄露电流也会随之增长，这样就会导致避雷器陷入到一个功率损耗的恶性循环中，进而影响到电力系统的安全稳定运行。因此，为了改善现状，就要对避雷器的电阻变化和泄漏电流数值进行在线监测，这样才能准确掌握避雷器的实际功率消耗情况，从而通过对其进行优化设计来改变这种功率损耗情况；最后，对避雷器环境湿度进行在线监测时，主要是通过电子测量仪来对变电站内部环境的空气湿度进行全天候的数据监测，一旦发现湿度超过了安全规定的范围，则电子仪器就会第一时间发出预警信息，从而提示相关工作人员采取有效手段及时对避雷器故障进行排查和处理。

3.3高压断路器在线监测中的应用

    首先，对高压断路器机械振动性能进行在线监测，即对高压断路器合闸与分闸过程中操动机械和连动机械的运动轨迹进行全面掌握，并将相关数据信息转化成冲击振动的响应信号，进而根据这些信号的波段记录来对断路器的机械动作状态进行准确判断[2]；其次，要采用补偿式霍尔电流互感器对高压断路器开关合分闸的线圈电流波形进行在线监测，从而通过监测电流波形和正常电流波形的对比分析，来判断高压断路器开关机械性能是否能够满足电力系统正常运行需求；最后，对高压断路器行程时间特性和开关速度进行在线监测，在这一环节中，主要是借助直线式光电编码传感器和增量式旋转光电编码器传感器来对断路器中开关操作动触头的行程波形进行实时的监测和掌握，并通过开关速度的准确计算来判断断路器的机械性能是否良好。

结束语：

综上所述，为了确保电力系统运行的安全性和稳定性，关键任务就是要采取先进的监测技术对变电站电气设备的运行情况进行全面的监测，以便可以及时发现其中存在的安全隐患问题，并对各电气设备的实际运行状态进行准确判断，从而采取有效措施进行预防和应对，这样才能避免出现较大故障问题，给整个电力系统的正常运转保驾护航。

参考文献

[1]郇慧星. 变电站电气设备在线监测综述[J]. 建筑工程技术与设计， 2017,(01):88-89.

[2]徐磊， 卢鹏旭， 程志超. 高压电气设备绝缘在线监测的研究[J]. 中国测试， 2020,(05):42-43.