输变电设备在线监测及诊断技术分析

输变电设备在线监测及诊断技术分析

王丽娜牛浩

(国网青海省电力公司检修公司青海西宁810001)

摘要：社会的不断发展，人们生活水平的提高以及企业内部和外部竞争的日益加剧，使得不论从民生还是企业的长远发展来看，变电设备系统都在朝着高稳定性和高效率性不断地发展。20世纪80年代之前，电力设备的指导思想一直都是“到期必修，修必修好”；但在90年代以后，由于技术的进步、设备性能的提高以及传感技术、计算机网络技术、信号处理技术、神经网络和模糊数学的快速发展，设备的维护思想逐渐发生了转变和修正，慢慢形成了状态检修的理念。即把诊断性检修作为基础，并将预防性检修和故障检修二者相互结合，使得运行管理部门动态地、全面地掌握变电设备在运行中的健康状况。尤其是近几年来，电力体制的不断改革，电力企业也在发生着变化。因此，以前的检修制度已经不能够完全地适应现在的发展形势。

关键词：变电设备；监测技术；状态维修；

1输变电设备在线监测

1.1变压器设备

变压器在在电力系统中属于是非重要的设备，作用为能够给电力系统提供稳定且具有经济效益的运行保障。从目前变压器设备在线监测技术来进行分析，其监测范围主要表现在以下几个方面：设备在线监测、铁心接地电流监测、绕组形变监测、振动频谱监测、油液中气体监测及局部放电监测等。

1.2电容型电气设备

目前有50%左右的变电所选用的电气设备是以电容型为主，这类设备具有一个特点：其绝缘特性可以为变电所安全运行提供保障。在所有电器设备中，电容器电器设备为投入研究和应用数量最多的设备。这类设备主要检测的内容有：检测泄露电流、检测介质损耗和检测电容器容量。

1.3断路器

断路器在电力系统中的主要作用有保护和控制，从某种意义上说，断路器能够顺利进行断开，时刻影响着电力系统的安全。目前针对断路器的检测工作主要表现在：断路器灭弧室电寿命监测、SF6气体监测以及断路器机械动作特性监测。

1.4电缆

国内应用范围最为广泛的电缆在线监测技术为叠加直流电压法，这项技术虽然具有很多的优势，但是仍然存在着一些不足：（1）测量结果和实际情况存在一定的差距，这些差距主要来自杂散电流改变以及端部表面漏电阻发生改变等；（2）接地变压器通常会因为过长时间处于通电状态，发生磁路饱和的现象，这样就容易造成不正确的继电保护。

1.5输电线路

周围环境和电力线路的运营状态相互适应，在线监测的具体工作内容有：对输电线路浮冰进行监测、对风偏情况进行监测、对导线温度进行监测、对绝缘污秽度进行监测。

1.6机械动作特性监测

监测机械动作特性主要内容有：

（1）凭借加速传感器对断路器的振动信号波形进行监测。

（2）凭借电流传感器对机构卡早期故障进行识别，同时对分合闸线圈的电流波形进行测量。

（3）断路器在具体操作过程中，凭借位移传感器对行程时间进行测量。

1.7断路器和GIS设备在线监测技术

在电力系统中，GIS设备和断路器所起的作用是：保护和控制、开关是否能正常运行、对电力系统是否可以安全运行有着紧密的关系。及时对GIS设备和断路器设备进行监测以及故障诊断，让设备管理人员可以对其设备的运行以及变化进行及时了解，有效提升设备运行可靠性。但值得一提的是，断路器的划分具有多样性，针对不同类型断路器所开展的监测内容也会有所差异。

1.8金属氧化物避雷器在线监测技术

金属氧化物避雷器对电力系统的安全运行也有着十分重要的意义，一般情况下，如果因为避雷器电阻片老化、受潮以及受到冲击导致故障，从而导致变电站母线短路，无法确保其电力系统的稳定运行，同时还为其运行留下了安全隐患。一般情况下，在针对金属氧化物避雷器在线监测时，主要是对泄露电流进行监测。基于我国电力系统建设需求，目前我国在此监测过程中最常采用的方法为补偿法。

1.9变压器振动频谱在线监测

当前，国内关于变压器振动在线监测的具体研究内容有：

（1）凭借数据采集卡、传感器以及计算机简称测试系统，研究和分析振动数据。

（2）依据各个对变压器振动产生影响的因素简历数学模型，然后依据相关模型对变压器的振动情况进行相近的分析。

（3）因为变压器在振动过程中会产生噪音，所以，可凭借噪音类型对变压器的振动形式进行判断。

2输变电设备状态在线监测系统的运行分析

通过一年的运行数据分析，对输变电设备状态在线监测系统运行状况进行客观评价，列举说明系统中反映的实际案例。

2.1变电在线监测应用

通过变电在线监测系统，成功避免了两起设备重大事故：一是换流变磁屏蔽接触不良事故；二是电抗器C相等电位连线烧断事故。这两起事故的发生都十分突然，而且极具隐蔽性，危害后果十分巨大，通过变电在线监测系统及时有效地处理了这两起事故隐患，避免导致巨大的财产损失。

如产品型号为JJDKWY?246670/457（A）的某换流变磁屏蔽故障，该部件曾经在一年之前重新投入运行，在这之后发现该线的乙炔开始增长，虽然速度很缓慢，但是一直持续进行，直到增长到1.6ppm时，开始趋于稳定。而在事发当日，在线监测系统的监测值突然开始大幅度升高，之后又趋于缓慢增长。根据这一数据的变化基本可以判定是换流变的内部出现了放电现象。据此组织相关人员对该换流变磁屏蔽进行带电超声波的局放定位，然后进行排油，并组织内检，确定依据监测数据的判断是正确的，并成功排除了故障。

某线电抗器在试验中出现乙炔、乙烯、总烃三项数据均超标的情况，系统查询该部件的信息发现，该电抗器投运时间已经超过20年，而且是500kV电抗器，这次试验之前该电抗器进行过大修，这是大修后的首次投运，在这样的情况下数据超标，经过数次的反复调看监测数据，显示指标一直呈现增长的趋势，而且十分明显，根据这一数据变化趋势可以判定电抗器的内部也产生了放电。于是对有问题设备进行停电，迅速组织抢修人员进行维修，并在排油后对其内部进行仔细的检查，在此验证了依据输变电设备在线监测系统的监测数据判断是正确的。

2.2输电在线监测应用

在输变电设备在线监测系统运行期间，成功解决两次输电线路故障：一次是某线微气象监测500kV某线跳闸，出现这一突发状况后，系统的在线监测信息显示故障线路点的气温为-4℃，当线路处的气温降低到冰点以下后，周围的空气湿度就会接近饱和状态，这是大气环境所致，然后导致冰水混合物开始在绝缘子表面形成，当达到一定程度，就会造成导电，致使线路跳闸。

另一次，某线微气象监测某1线、某2线30号铁塔倒塔，系统在线监测的数据显示倒塔的地方最大风速达到了36m/s，10min内的平均风速也已经达到了28m/s，这远远超过了铁塔的设计抗风标准，由此可以判断倒塔是大风导致的。

3结束语

总而言之，变电监测技术是需要研究人员和科技工作者不断探究和试验，推陈出新，结合当代科技的最新力量，融入变电技术的理念和开发内容，保证变电设备的管理和检修，注重变电设备的方法和技巧，不断丰富在线监测技术和状态维修的工作方法，注重检修工作和设备使用安全计划，才能保证变电设备的在线监测技术和状态维修工作高效率和高质量的进行。

参考文献:

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[2]陈斯雅.智能输变电设备状态评估诊断专家系统和可视化监测软件开发[D].上海交通大学，2017.

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[4]郭丽娟，鲁宗相，邓雨荣.基于风险的输变电设备状态检修实用化技术研究[J].高压电器，2017，（1）：81-86+91.