电力系统绝缘在线监测系统的研究与应用探析

电力系统绝缘在线监测系统的研究与应用探析

陈虹宁,徐嘉浛

中国石油宁夏石化公司     宁夏银川    750021

摘要：电力能源是石化行业中主要使用的能源类型之一，电力能源的传输离不开相应的电力系统，而电力绝缘将直接影响到系统的稳定运行。电力系统在线绝缘监测通过自动连续检测，实时掌握和了解被检测设备在带电工作时的绝缘参数，依据大量的数据和曲线分析设备绝缘状态的变化趋势，从变化趋势中寻找危险征兆，从多项检测结果来综合判断运行设备状况，分析结果和数据可直接传输至总变电站后台监控系统，运行监测的综合工况时效性强 , 所测参数值能真实地表征设备的绝缘状况。本文主要分析变电站设备绝缘在线监测系统的主要构成及其应用意义，积极探索其实际应用策略，并且提出一些具有一定参考价值的建议。

关键词：变电站；在线监测；应用分析

引言：当前，炼化企业电气装置多为长周期运行状态，随着电力设备的大容量化、高电压化、结构多样化及密封化，传统的常规停电预防性试验，简易诊断方法已不适应生产运行要求，定期将电气设备停电进行预防性试验变得越来越困难，特别是重要的变电站常常出现超期试验的情况，这对保证电气设备安全稳定的运行留下了一定的隐患。为解决这个棘手问题，电仪部深度应用在运行电压下对设备的绝缘状态进行检测，在线监测可有效避免盲目的停电试验 , 可在设备出现异常先兆时立即安排检修或更换设备, 从而减少了检修工作的盲目性。

一、变电站设备绝缘在线监测系统的基本概述

在电力系统正常运行的过程之中，利用传感技术和传感器设备，实时采集与变电站、电力系统有关的各项数据信息，通过智能信息处理技术，对这些数据信息进行统一的归纳和整理，并且进行科学的分析，最终通过数据传输技术，将数据分析结果，传递给专业的管理部门，这种类型的监测系统被人们称之为变电站设备绝缘在线监测系统。这种在线监测方式实现了总变至区域变电所系统母线绝缘、支路绝缘、泄漏电流等数据的分钟级监测，为判断电力系统中变压器、电缆、电动机、绝缘子等隐性绝缘问题提供技术支撑。通过相应的监测设备和数据传输途径，将与变电站有关的数据信息，上传至专业的数据分析软件，其能够准确监测各项变电站设施的运行状态。此项在线监测系统的主要工作流程为变电站馈线回路安装传感器设备、在电压互感器回路安装解耦消谐模块、通过集中控制装置进行信号调试工作、采集与变电站各支路有关的数据信息，进行科学分析、传输至有人监控变电所。

二、变电站设备绝缘在线监测系统的构成及应用意义

结合我公司电力系统结构和测量精度要求，将1500v直流电压向6kV纯电阻在线测量系统输送，将外部高压直流电压由限流电阻叠加在交流高压电缆绝缘上，通过对母线电压、电流的测量，换算成系统的绝缘电阻值，传输给绝缘监测系统及上位机监控后台。该方法能够高精度、不间断地测量系统和设备的绝缘状况，抗干扰能力强。

6kV经消弧线圈接地系统绝缘在线监测连接方式原理图1所示，TXJK-I监测仪产生1500V直流电压，通过限流电阻R通过接地变中性点施加于被测系统（设备）与对地之间，经过监测仪不间断采样、运算，显示被测设备对地之间绝缘电阻值的大小及变化过程。被测系统如有中心点直接接地的电压互感器，则需要在其接地线中串解耦消谐模块，防止监测仪产生的直流被短路。线路设备带电运行时，系统将自动实时监测系统绝缘，实时显示绝缘数值；若线路或设备在停运时，对系统是隔离的，系统将不再监测该回路。

通过电力系统绝缘在线监测系统，实时采集监数据，实时了解设备绝缘的状态以及变化过程，克服指挥上的盲目性和运行操作上的不确定性，在预知的情况下进行预防预控，从而可有效地防止事故的突然发生和扩大，提高安全生产水平。并将在线监测和预试结合起来，根据在线监测的结果合理安排预试，延长预试大修周期，真正实现“该修则修，修必修好”，极大的避免不必要的人力，物力浪费，提高了电气系统的安全水平和经济效益，实现了精细管理、精益管理的有益探索。

三、高压电气设备传统试验检修方式的不足

传统的高压电气设备检测维修模式主要是根据《电气设备预防性试验规程》的要求对设备进行定期预防性试验，根据试验结果判断设备是否存在绝缘隐患，是否应继续运行或检修停运。在高压电气设备应用在线绝缘监测技术之前，传统的测试维护方法对保证电力系统的安全运行起到了很大的作用。然而，将绝缘在线监测技术应用于高压电气设备后，传统的测试维护方法的缺点暴露出来。具体情况如下:(1)预防性试验需要断电进行。在某些情况下，当系统中某些运行的动力设备不能立即断电以满足试验要求时，往往容易造成超循环预试或漏试，延误绝缘隐患的发现时间。(2)预防性试验周期较长。预防性测试周期通常在一年以上，所以如果在带电设备运行过程中出现问题，测试周期可能太长，无法发现问题。(3)预防性试验时间过于集中。集中测试将导致增加工作负载。在加急时间和加急工作量的情况下，测试分析结果容易出现错误，影响绝缘故障的调查。(4)预防性试验电压低。在低电压下进行的试验与电气设备实际工作电压存在较大差距，不易发现设备潜在的绝缘隐患，实验结果也有待进一步验证。(5)预防性试验投入大，一方面，预防性试验需要投入大量的人力和设备;另一方面，为了保证试验结果的可靠性，需要增加试验次数，这无疑增加了企业的经济负担。

四、高压电气设备绝缘在线监测的优势

高压电气设备绝缘在线监测技术可以准确测量设备的绝缘参数，判断设备在动态工作状态下的绝缘状态，有效降低预防性试验的内容、时间和人力物力成本，大大提高监测效率。与传统的预防性检测相比，在线监测技术具有以下优点:(1)在线监测技术可任意选择监测周期，可定期监测、不定期监测和连续监测，提高监测结果缺陷的检出率，丰富监测结果参数的内容。(2)在电气设备正常工作状态下进行在线监测技术，防止了传统预防性试验漏检的发生，提高了电气设备绝缘性能诊断的准确性。(3)在线监测技术不需要拆卸电气设备，不受设备维护周期的限制，不需要设备断电进行监测，从而大大提高了设备的使用效率。(4)实现数据分析的自动化，减少外部因素对数据分析过程的干扰，提高数据分析结果的可靠性。

五、结束语

综上所述，在变电站各项绝缘设备正常使用的过程之中，运用在线监测系统，能够实时监测各项绝缘设备的性能、质量、温度，能够在较短的时间之内，找出存在故障问题的绝缘设备，确保各项变电站设备的正常运行。因此，电力公司在进行变电站运行管理的过程之中，应利用现代化的科学技术，对现有的在线监测系统进行完善，通过在线监测系统之中的传感器设备，实时监测各项设备的运行状态，通过专业的通信技术、数字技术，对传输过来的数据信息进行科学的分析，判断各项绝缘设备的运行状态和性能，实现实时监测变电站运行的工作目标。

参考文献

[1]马亚慧，吴申平，蔡燕.基于AT89C51单片机的电网参数检测[J].仪器仪表用户，2009，05：25-27.

[2]耿俊梅.基于单片机控制的井下低爆综合保护系统的设计[D].重庆大学，2006.

[3]侯文清，张波，丘东元，李娟.基于DSP的电能质量检测与无功补偿综合测控装置[J].仪器仪表学报，2007，01：120-127.

[4]张兴鹏.基于CC430单片机的故障指示器设计研究[D].合肥工业大学，2012.

[5]覃登罗.电网无功功率自动补偿控制装置研究[D].哈尔滨工程大学，2015.

[6]杨宇杰.基于STC单片机和GPRS技术的低压电网参数检测系统的研究[J].辽宁师专学报（自然科学版），2013，04：86-88.