淺談變電站設備的在線監測

楊 超,劉 峰（沈陽電業局電氣安裝公司，遼寧沈陽，110003）

淺談變電站設備的在線監測

楊 超,劉 峰
（沈陽電業局電氣安裝公司，遼寧沈陽，110003）

隨著社會和經濟的發展，電力用戶對供電可靠性的要求越來越高。因此，對變電站設備進行在線監測，確保供電系統安全可靠運行愈發重要。本文首先闡述了變電站在線監測的重要意義，之后提出了在線監測系統的要求。在對監測系統簡介中，概括了系統的組成，介紹了六類變電站常用的在線監測，最后從實際應用角度出發，對各類在線監測作了比較分析，對工程應用具有指導意義。

變電站；在線監測；可靠運行

1 實現變電站設備在線監測的意義

第一，通過對電力設備的運行狀態和參數進行連續或周期性地自動監視監測，能盡早地發現電力設備潛在的不正常因素，以便及時采取措施處理，或轉移負荷。防止潛在的不正常因素發展成為事故，造成設備損壞或供電的損失。第二，通過在線監測裝置提供的運行電力設備的運行狀況和參數分析可得出電力設備的“健康狀況”，確定電力設備是否需要檢修。第三，在線監測系統可以實現信息遠傳，對于無人值班變電站可實現設備的遠方監視。第四，通過在線監測可積累設備的運行資料，以利于電力設備的科學管理。

2 對在線監測系統的要求

一是在線監測系統必須安全、可靠，它的接入不應改變被監測設備的完整性和正常運行，不能增加被監視設備的薄弱環節；二是在線監測系統技術成熟、先進，具有測量數字化、功能集成化、通信網絡化等主要技術特征；三是在線監測系統應該經濟、實用。

3 在線監測系統簡介

3.1 在線監測系統的組成

變電站在線監測系統主要由在線監測裝置、綜合監測單元和站端檢測單元組成，實現在線監測狀態數據的采集、傳輸、后臺處理及存儲轉發功能。在線監測裝置主要指安裝在被監測設備上或附近的傳感器，用以自動采集，處理和發送被監測設備的狀態信息。監測裝置能通過現場總線、以太網、無線等通信方式與綜合監測單元或直接與站端監測單元通信。綜合監測單元是以被監測設備為對象，接收安裝在被監測設備上的在線監測裝置發送的數據，并對數據進行加工處理，實現與站端監測單元進行標準化數據的通信。站端監測單元即在線監測系統的后臺機，以變電站為對象，承擔站內全部監測數據的分析和對監測裝置、綜合監測單元的管理。實現對監測數據的綜合分析、預警功能，以及對監測裝置和綜合監測單元設置參數、數據轉換、對時、強制重啟等控制功能，并能與變電站的監控系統和系統主站進行標準化通信。

3.2 變電站常用的在線監測

3.2.1 帶油設備配置的油中溶解氣體在線監測

變壓器等油浸設備油中的溶解氣體（含微水）在線監測，是采用色譜分析法，實時監測變壓器油中的溶解氣體及微水含量，監測的氣體包括氫氣、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔、乙烷，可擴展監測二氧化碳及微水。根據所測氣體的色譜分析結果，判斷變壓器的運行狀況。根據GB/T 7252-2001《變壓器油中溶解氣體分析和判斷導則》及制造商積累的經驗，按照“唯一性標識、故障部位、故障模式（內部放電類型）、風險程度（用百分數表示）”的報文格式提出監測報告。被監測的油浸設備應有符合色譜法取樣要求的專門管路，并能在設備不停電條件下進行維護，且不得降低帶油設備本身的密封性能。

3.2.3 避雷器的在線監測

在正常情況下，氧化鋅避雷器內部有阻性和容性電流通過，其中以容性電流為主。當避雷器在工頻電壓、沖擊電壓及內部受潮等因素的長期作用下而趨于老化時，絕緣特性遭到破壞，表現為阻性電流增加，并可能引起熱崩潰，致使避雷器發生爆炸。避雷器在線監測除了具備監測避雷器持續電流及記錄避雷器動作次數的功能外，其最大特點是能監測三相避雷器持續電流（泄漏電流）矢量和的值，即3值。監測器利用3值與阻性電流增量緊密相關的關系，能夠及時監測到避雷器的早期故障，向變電站監控中心發送避雷器運行異常信息，從而達到故障報警的目的。

3.2.4 斷路器機構狀態及三相分、合閘同期性的監測

通過監測動觸頭運動特性的分、合閘實踐、速度、行程、超程來反映同期性問題，并監測動力機構、傳動機構的運行情況以及連接狀態。斷路器只有保證有適當的分、合閘時間，才能充分發揮其開斷電流的能力。如果分閘時間過長，則會使燃弧時間增加，特別是在切除短路故障時，燃弧時間長可能會使觸頭燒損，甚至發生爆炸。分、合閘時間嚴重不同期，將造成線路或變壓器非全相接入或切斷，甚至出現危害絕緣的過電壓。可見，分、合閘時間及同期性是斷路器性能的重要保證。

3.2.5 電氣設備局部放電的在線監測

局部放電主要是電氣設備在高電壓作用下，其內部絕緣發生的發電現象。這種放電只存在于絕緣的局部位置，不會立即形成整個絕緣貫穿性擊穿或閃絡，所以稱為局部放電。產生局部放電的原因有：電場過于集中于某點，或者說某點電場強度過大，如固體介質有氣泡，雜質未除凈；絕緣油中含水、含氣、有懸浮顆粒；不同的介質組合中，在界面處有嚴重的電場畸變。局部放電的痕跡在固體絕緣上常常只留下一個小斑點，或樹枝形燒痕；在絕緣油中，則出現一些分解的小氣泡。局部放電時間雖短，能量也很小，但具有很大的危害性，它的長期存在對絕緣材料將產生較大的破壞作用。

4 各類在線監測的比較分析

目前，油浸設備的油中溶解氣體在線監測、六氟化硫氣體絕緣開關設備氣體壓力和濕度在線監測、避雷器的在線監測在工程中應用效果較好，費用不高，可推廣采用。局部放電在線監測費用較高，投入運行的較少，實際運行的穩定性和準確性不高，不宜在工程中大量采用。斷路器的在線監測比較復雜，也不宜在工程中大量采用。在實際工程中，如站內多種設備、多種參量均配置在線監測系統，設備投資較高。考慮到經濟性因素，可采用在線監測和離線監測相結合的方式，建議在較低電壓等級、重要性相對較低的某些設備參量，如GIS局部放電等，可采用預置傳感器，預留數據接口，通過便攜裝置進行離線監測，通過在線與離線的有機結合，在實現全面監測的基礎上降低設備造價。

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[4]魏本剛,孫瑩,張樺,董雪靜,安蕾蕾. 變電站主電氣設備在線監測的研究[J]. 西北電力技術. 2004(04)

On-line monitoring of substation equipment

Yang Chao,Liu Feng
（Shenyang Electric Power Bureau electrical installation company,Liaoning Shenyang,110003）

With the social and economic development, electricity supply reliability users have become increasingly demanding. Therefore, the substation equipment online monitoring to ensure safe and reliable operation of the power supply system become more important. This paper describes the importance of on-line monitoring of the substation, after proposed requirements online monitoring system. In the introduction of the monitoring system, it summarizes the components of the system, introduced six substation common line monitoring, and finally from the practical point of view, a comparative analysis of various types of online monitoring, guiding significance for engineering applications.

Substation on-line monitoring and reliable operation

TM63;TM764

A

楊超（1984-），男，漢族，一級建造師，本科，畢業于遼寧工程技術大學自動化專業，主要從事變電站工程建設管理工作。

劉峰（1988-），男，漢族，助理工程師，本科，畢業于沈陽農業大學農業電氣工程及自動化專業，主要從事變電站工程建設管理工作。