试论变电站电气设备在线监测

试论变电站电气设备在线监测

吴新智 张红波

中国石油天然气股份有限公司独山子石化分公司供水供电公司，新疆克拉玛依 833699

摘要：随着大量的先进的计算机技术、信息处理技术、智能控制技术应用到在线监测技术，在线监测技术得到了进一步的发展，但是有些前沿技术仅仅刚刚步入在线监测领域，这些前沿技术还需要进一步的了解和研究才能更好的为在线监测技术服务。

关键词：变电站；电气设备；在线监测

引言：在当今的社会经济发展中，电力资源有着举足轻重的影响，电力系统在前进的进程中，出现了很多未见过的特性，这对于电力系统而言，有好的一面也有不好的一面，好的是推动了电力系统更快更好的向前进步，不好的是在这个历程中对电力系统的平稳运行有了一定程度的破坏，所以，研究变电站电力设备的在线监测技术，对于变电设备的使用有一定的推动意义的，对于操作人员的具体使用以及电力系统的完善也都有着促进作用，能够有效地提高变电设备的检测质量，促进我国电力系统的发展。

1变电站电气设备在线检测技术概述

目前，我国变电站对于电气设备的主要检测方式是预防性试验，而通常预防性试验电压远远低于运行电压，在低电压的情况下有的在线监测结果是正常的，但是有的绝缘缺陷只能够在高电压的情况下暴露出来，这就导致预防性试验无法及时准确地发现故障，带来了潜在的安全隐患。一旦隐患爆发，通常意味着巨大的经济损失，有时还会出现人员伤亡。但是当前这种对于电气设备的检测方式短期内难以改变，只能够寻求另外的检测技术。变电站电气设备在线监测技术为电气设备的检测方式提供了新的思路，科技的发展使得建立变电站的电气设备在线监测系统成为了可能，各种高灵敏度的传感器可以及时收集电路的运行情况，采集相关的信息后交由计算机进行处理，确认电路是否运转正常，能够有效保障电力系统的安全运行。

2对电气设备施行在线监测的必要性

在科学技术和经济快速发展的推动下，我国电力技术有了空前的发展，但是与此同时，社会各行各业对于电力的供应有了更高的需求，电网供电的安全性和可靠性成为了电网运行与维护的一大原则。在这种供电形势下，传统的计划检修管理模式已经不能够适应电网管理和发展的需求。在传统的电力设备检修模式中，如果电力设备出现故障，往往会导致大面积、大范围的停电现象。而且传统检修往往要定期的对所有电力设备进行检修，不但会耗费大量的人力物力，也不能够提升检修的效率和质量。除此之外，传统的电力设备检修方式还有一个局限性，就是检修工作往往需要在10kV电压以下的条件下才能够开展，这样就不能够对电力设备的故障情况有一个充分的了解，不能够准确的找到电力设备的故障所在。

既要满足社会各行各业的用电需求，又要保障电网供电的稳定性和可靠性，就必须要采取科学有效的电力设备监测方式，通过在线监测的方式来对电力设备进行检修，从而减少电力设备的故障发生频率，提升电网运行的安全性和可靠性。通过对在线监测技术的有效应用，一方面能够对电气设备实现预防性的监测，另一方面则是能够对电力设备中存在的故障进行及时有效的排查。

3变电站电气设备在线监测

在线监测是一种变电检修技术，对变电站电气设备进行在线监测可以渗透有关在线检测技术的实施，促进电力系统变电检修中的顺利实行，提高变电检修的质量，进而促进我国电力系统事业的发展。同时，变电站电气设备的在线监测是一项长期发展的过程，需要电力企业不断的研究才能够不断的发展。针对于此，下面本文将会对变电站电气设备在线监测进行综述。

3.1C，tanδ或IR的在线监测

使用10kV作为试验电压来检测运行电压为220/3或500/3kV的设备的绝缘参数，显然是无效和过时的，因此国内许多电站倾向于在线测量套管和TA等的C和tanδ。被测设备的C和tanδ可由被测值(如运行电压和漏电流)计算得到，计算方法可以采用工程数学和数字信号处理等技术。TA或TV的相差将严重影响被测量tanδ，特别是当被测样品的tanδ非常小时。另外设备间的电气耦合和远行模式的不同等也将影响到被测数据，特别是当被测样品的C非常小时。最近，由于仅测全电流I，已损坏了几套500kV的MOA，因为仅测量全电流I很难发现由变化过程引起的许多MOA缺陷，因此在线测量IR将会得到更广泛的应用。

3.2在线局部放电(PD)测量

干扰是影响PD测量的主要因素，因此怎样从混频和现场强烈干扰中检测到被测设备的PD信号是相当重要的。为了抑制或削弱对现场PD测量的干扰，可以采用差分电路、数字滤波或自适应滤波等。试验表明在不同的测试地点和不同的设备上，干扰会不一样，故应选择和使用合适的方法。在GIS中，因为PD的带宽不同于干扰的带宽，因此具有较高中心频率(如500MHz)的UHF法对GIS在线监测的应用非常成功。由于在内部放电(油中或间隙等)的PD模式与干扰模式之间有很多差异，因此如人工神经网络(ANN)等方法对PD的诊断是非常有益的。

3.3绕组变形的检测

国内电力变压器事故统计中绕组变形占了很大的比例，因此绕组变形的检测已引起了电力部门的极大兴趣。目前国内主要使用频率响应分析(FRA)法。为了增加用FRA诊断的准确率，测量频率范围被分为几段，在整个频率范围内及每一分段的相关系数和标准偏差都被作为诊断用的特性参数。同时，也引入了低压脉冲(LVI)法，而且已发现与FRA相比，LVI更具有某些优点，例如，对其它非试验绕组的变形不敏感又能较好地实现故障定位。最近研究出了在线测量短路电抗的方法，现场试验证明这种测量方法具有较高的准确性和稳定性，由于它只是一个外在表征量，故对绕组的变形类型不敏感。

3.4综合诊断与专家系统

由于绝缘老化和发生故障过程的复杂性，因此要找到一种试验设备的电气强度和它的被测数据(Ri，tanδ，PD和DGA等)之间的关系是困难的，所以对所有被测数据的综合分析是十分重要的。在预试规程的新版本中希望更多地关注被测数据与其历史数据、同类产品、其它各相相比，但是依靠人来实现将是困难的，特别是在线测量时，因为所采集的数据将比离线时多得多。为了提高综合分析的精确度，若采用人工神经网络、模糊数学和小波变换等方法将有益于更好地完成综合分析。

结束语

在实际的电力系统运行过程中，电气设备在设计、安装和运行等环节经常有故障发生，不但严重的影响了电力系统的安全性和稳定性，对于整个电网的正常运行也造成了极大威胁。因此，想要提升电力系统的安全性和可靠性，保障电网的安全运行，就必须要对变电站的电气设备，特别是高压设备的运行进行有效管理，实行在线监测。

参考文献

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[2]李燕青，陈志业，律方成，刘云鹏.电气设备在线监测与维护技术的探讨[J].中国电机工程学报，2013（02）：231-232