变电运维管理中危险点在线监测系统设计

变电运维管理中危险点在线监测系统设计

王业成

海南电网有限责任公司海口变电运检分公司，海南 海口570100

摘要：当今社会，随着城市化的不断推进，人们在生产和日常生活中对电力的需求不断增加，对电力转型的运营和管理提出了前所未有的挑战。保证电力系统的正常运行和变电站运维管理中的危险点预控已成为当前研究人员的重点。全面深入分析变电站运维管理中的危险点，识别危险监测方法，结合现代信息技术设计在线监测系统，通过监测降低风险，是当前变电站运维管理从经验走向科学的趋势，从粗放到精细。

关键词：变电运维管理；危险点；在线监测系统设计

1变电运维管理中的危险点

1.1变电站运维设备陈旧老化

由于当前供电需求量不断提高，增加了整个电力系统的压力。由于变电运维设备的成本都比较高，并且使用年限一般都比较长，因此大多数情况下都不会轻易更换变电运维设备。而且很多电力企业经济能力不足，也不能及时对变电运维设备进行更新换代。在此背景下，变电运维设备就会面临运行时间长、负载压力大的挑战，极易引发设备老化等故障，对输送电的速度和质量带来影响，甚至直接威胁工作人员的生命安全。很多变电设备在运行工程都会面临超负荷运载的情况，因而加重了变电设备损耗的现象，引发停电跳闸等故障，加大了变电站的运维管理工作的难度。

1.2变压器存在的危险点

一般情况下，在变压器检查或维护过程中不可避免地要连接电源，并且在连接过程中会产生高瞬时电压。在瞬时电压的冲击下，变压器的绝缘会受到损坏。变压器的绝缘层被瞬时电压冲击损坏后，相关人员将面临安全甚至生命危险。基于此，运维管理人员需要使用相关感应装置对变压器的绝缘性能进行监测，以确保运维安全。

1.3变电运维设备安全管理以及责任意识不足

变电设备管理安全意识以及责任意识缺乏是造成变电运维设备发生安全问题的重要原因之一。如果变电设备现场安全管理和所运维管理专业技术不能保持统一的话，就会增加变电站运行现场中设备出现安全问题的几率。而且，如果在运维管理过程中不能及时排查出变电设备的安全问题，导致故障不能及时进行解决，极有可能引发设备出现二次故障，进一步加大变电站设备运维难度。

2变电运维管理中危险点在线监测系统原理和设计

2.1系统原理

变压器的绝缘层一旦遭到破坏，就会造成变压器停运和故障；母线倒闸操作会导致大量谐波产生，破坏电容器，又会引起过电压、过电流，进而造成局部过热，加速电气设备绝缘老化；直流回路易发生保护压板的误投、漏投等非安全行为。上述事故是变电运维管理中常见的危险点，一旦发生，就会造成电力系统瘫痪甚至威胁操作人员的生命安全。当前，对上述危险点，大多仍采用传统的人工巡视检修方法。这种方法虽然能起到一定效果，但是仍然存在一些潜在的问题无法及时检测出来，进而影响了正常供电，消耗了大量人力物力。基于此，本文提出利用在线监测系统对变电运维管理中的危险点进行预控，实现在线实时监测，保证整个变电系统正常安全运行。该在线监测系统包括信号采集和分析诊断两大部分。信号采集部分首先主要利用BCT-2传感器获取变压器绝缘层方面的相关信息，利用MMF振动传感器获得母线倒闸谐波相关信息，利用压板状态传感器获得直流回路压板误投、漏投相关信息；然后利用B码对时的方法进行时刻的确定；接着利用AD627芯片进行信号放大处理；最后选择RS-485总线方式，利用MAX485ESA通信芯片将采集单元采集的数据以有线方式传送到后台。分析诊断系统对数据信号进行分析诊断处理后，相关工作人员便能对变电站的相关性能有了总体掌握。

2.2跳闸故障处理措施

跳闸故障有两种，即线路跳闸和主变压器低压开关跳闸。首先，一旦电路出现跳闸故障，就必须仔细调查出口和CT区域是否异常。排除这些范围异常后，应对跳闸开关设备进行调查。故障排除时，应根据不同的开关结构进行有针对性的故障排除。例如，弹簧储能面临由弹簧结构开关实施的故障排除项目；面对电磁结构开关时，需要检查内部安全电源触点是否正常；压力状况是基于水工结构的设备开关进行的故障排除项目。如果上述一系列检查正常，可以尝试直接通电。其次，主变压器低压开关的跳闸故障主要包括母线故障、跳脱和开关误操作。在变电站运维设备的具体管理中，应根据一次设备和二次侧进行故障识别。根据主变压器低压侧过电流保护动作的实际情况，简单分析故障情况，采取合理的解决方案及时处理。主要包括以下两点：首先，基于主变压器低压侧过电流保护动作单一指标的故障处理，可以快速消除主变压器低压端开关误操作和设备拒动的问题。变电站设备的保护压板泄漏和线路开关的直流熔断器故障，直接关系到变电站设备的二次检查。设备检查的重点主要是主变压器低压侧的过电流保护部分；其次，如果在线路开关和主变压器低压侧过电流共存的情况下，线路保护动作过程中没有跳闸问题，一般可以认为线路本身有问题。此时，有必要对整条线路的运行情况进行全面调查，并检查线路出口和CT故障线路。进行拒切操作时，必须确保主变压器低压侧的CT线路正确无误。然后，拉动拒绝开关两侧的刀闸，通过先向其他设备供电，然后解决线路上的故障开关来解决问题。这种解决方案既简单又可以节省大量时间。

2.3传感器

对变电运维管理中的危险点进行在线监测主要是为了保证工作人员可以实时掌握变电运维管理中危险点相关性能，以便及时作出处理，将隐患消除在萌芽状态。该系统包括了前端和后端两部分。前端的数据采集是通过相应的传感器对变压器绝缘套管泄漏的电流信号、母线倒闸操作产生的谐波信号以及直流回路保护压板的误漏投信号进行获取，然后对相关基准信息进行采集，接着利用计算机进行相关计算，得出数据，最后利用信号传输单元将计算得出的数据经过传输单元传输到后端服务器做进一步处理，最终显示在后端操作界面上。

2.4变电设备一般故障处理措施

变电设备的经常出现的故障有线路故障、高温保险发生熔断、线路谐振以及线路接地。运维人员要认真分析现场故障具体状况，针对性地给出解决措施。如果高温保险发生熔断问题，工作人员要观察零值作为一相或者两相电压值数值，作为断定高温保险熔断的依据；线路发生断线故障，如果只有一相电压升高，两相电压处于降低状态时，就能判断是线路发生了断线故障；如果一相电压的值是零或基本没有电压，另外两相电压比线电压值低，且略高于同相电压，就能判断为线路发生了接地故障。当变电站运维设备发生上述问题，运维人员要基于安全维修原则及时进行故障排查，主要处理措施为：认真排查二次电压以及二次设备，解决高压保险出现的熔断故障；当线路发生接地问题时，要认真排查故障发生的原因；当线路发生断线故障时，第一步要确定故障发生的具体位置，按时巡查线路并做好记录，为以后的运维提供帮助。

3结论

预防以及及时解决变电运行过程中经常出现的故障尤为重要，在变电运行过程中，提前做好预防措施，增强变电运维设备管理人员的责任意识和专业知识能力，确保故障得以妥善解决，保证电力企业的稳定运行，推进社会经济的良好发展。

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