變電檢修中在線監測技術研究

劉金昊 張厲男 李艷

摘 要：變電站是電力系統中的關鍵部分，也是一個非常復雜的系統。在電力調度自動化的今天，運行過程中發生故障在所難免。變壓器的故障直接影響電能的輸送質量，因此變電站的故障檢修則十分重要。該文對變電檢修在線監測技術進行概述，分析在線監測技術的工作原理與關鍵技術，將很多較為嚴重的事故防患于未然，以期為研究人員提供理論參考和依據。

關鍵詞：變電 檢修 在線 監測

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（b）-0087-02

隨著電力調度自動化系統的廣泛普及，智能電網技術不斷發展。變電檢修工作在在線監測技術的輔助下，促使運用物聯網技術的狀態檢修成為變電檢修的主流模式。基本上可以實現所有變電站的不停電變壓器檢修，以及對高壓電設備的運行狀態進行在線監測，使變壓器長時間運行在穩定安全的狀態下，準確評估高壓電設備的運行狀態。從根本上防止因為變壓器惡性事故造成電網安全意外的發生，因此在線監測技術的研究成為國內外電力行業的熱門研究方向。

1 變電行業在線監測的發展現狀

隨著我國國民經濟的大力發展，變電行業也迎來了快速發展的契機，對電力設備進行科學合理的檢測，是確保我國變電行業快速穩定發展的基礎，也是促進電力系統安全穩定的前提。近幾年出現的在線監測技術在一定程度上大大提升了電力檢測的速度和質量，傳統的定期檢測已經被狀態監測所替代，狀態監測可靠的檢測質量和簡潔快速的檢測技術，已被國內外電力系統所認同和接受，逐步成為電力設備檢修的必然趨勢。在過去幾十年，我國的電力設備都是通過定期檢查來防范和檢測，這樣就會出現有的地方重復檢測，有的地方檢測不到的尷尬局面，而在線檢測技術的完善和發展大大改觀了這種傳統的檢測方式。尤其是對一些局部放電的設備進行在線監測有著不可替代的優勢，所以國家電力部門一直在倡導在線監測技術，全面推廣電力設備的狀態檢修，引進智能檢測技術和設備智能化監控等技術。另外，還要加強對檢測人員進行安全工器具的重要性認識的再次學習和督導，確保所檢測的安全工器具與個人勞動保護用具處于安全狀態，杜絕因工器具存在的安全隱患而帶來的任何風險，不能因為近期工作任務重，就放松對安全工器具試驗的工作要求。

2 變電檢修在線監測技術分析

在線監測指的是在狀態檢修時，以SCM為基站、GSM/GPRS通訊模塊為紐帶。運用各類傳感器與測量方式，實現變壓器檢修的“化整為零”。對反映出高壓電設備工作狀態的一些化學、物理參數進行監測，使變壓器故障的“防患于未然”。通過數據分析監測設備是否在正常運行，對變壓器內的異常放電電流和漏電進行記錄。通過實時監控的方式進行，與變壓器溫度監測、負荷監測等系統合并數據。

（1）變電檢修在線監測主要包括重點維護性監測和日常保護性監測，包含變壓器油在線監測、鐵芯接地監測、繞組變形監測等諸多方面。重點維護性監測指的是通過實時監控或定期檢查，以決定變壓器是否應該進行檢修。通過發現監測設備的缺陷避免嚴重故障的發生，對于變壓器的異常震動和基礎松動現象及時進行分析。日常保護性監測通過對設備實時運行的參數進行監測，實現對變壓器的實時體檢。在易發生故障處設置專門的傳感器，制定檢修方案。實時反映設備的工作情況，設立變壓器在線監測系統。一旦出現問題及時預警進行檢修，幫助自動化調度中心隨時了解變壓器的微小故障的發生頻率。

（2）對高壓電設備進行狀態檢修中在線監測通過布置在設備上的各類光、溫度等傳感器，準確得出變壓器的隱患類型。監測設備的各類物理、化學參數，充分發揮在線監測的優勢。將這些數據通過網絡傳輸、信號轉化，實時得到變壓器故障。通過信息處理技術進行采集和處理，記錄開關的每一次合、分操作時的運行速度和時間。最后將信息傳輸到中控室監控主機的服務器內，分析其變化可發現較多機械故障的隱患。監測人員待在中控室可以監控變電站所有高壓電設備的運行工作情況，根據斷路器的行程—時間特性可以提取各種機械動作參數。這種監測方式較為靈活，影響正常機械性能的原因都可以從監測中反映出來，便于開展設備運行狀態分析、診斷，實現對電網在線監測有著非常重大的意義。

（3）我國近年來電力企業已投人大量的資金對該領域進行了深入研究，對高壓電設備的在線監測技術已有較多研究。開發了很多種類質量在線監測系統，以監測變壓器的運行狀態；對各種指標進行實時更新測量與數據采集，保證變壓器正常運行；保證對電力系統基本運行工況的觀察、記錄及動態分析，既可以降低成本，也不會造成故障漏報；針對指標的具體特征對問題進行分層檢測，完成對變壓器的實時監測；為制定改善電能質量和治理電網污染的具體措施提供可信的依據，較為適用于對變壓器進行監測預警和現場的初步故障診斷。

3 變電檢修中在線監測技術應用

在線監測就是通過變電企業的數據采集系統、信息管理系統等，對設備進行在線監測。通過監測設備在線顯示各變電設備的使用情況和狀態參數，采用可靠的電壓、電流傳感器，以提高電力設備的健康水平和電網電能質量，得出在線監測的準確數據，保證電網的安全穩定運行，從而對高壓開關機械系統的相應狀態進行有效診斷。其主要分為變壓器在線監測系統、震動在線監測、繞組變形監測等諸多方面，以此來保證對電力系統基本運行工況的觀察、記錄及動態分析。

（1）在線監測工作主要目標是完成對各種擾動信息的識別、提取和分析，綜合每個監測到的指標特征。具有事故診斷能力，并進行科學的動態分析工作。完整了解電網安全、穩定、優質運行的技術經濟條件，準確識別與提取各種監測信息。對電能質量各項指標進行綜合評價，并對其進行理性分析。優化整個系統的監測體系，對不同種類的電能質量的指標進行實時更新與測量。通過數據的采集，實現數據共享與交流。實現對變壓器的實時體檢，為制定改善電能質量和治理電網污染的具體措施提供可信的依據。

（2）對于電力系統運行狀況進行觀察和記錄，對電網在線監測有著非常重大的現實意義。設立變壓器在線監測系統，對各種指標進行實時更新測量與數據采集。與變壓器溫度監測、負荷監測等系統合并數據，對電能質量各項指標進行綜合評價。對變壓器內的異常放電電流和漏電電流做出記錄，完成對多種擾動信息的識別、提取和分析。對于鐵芯的變形、松動等故障記錄，針對各質量指標的具體特征對電能質量問題進行分層檢測。對于變壓器氧化鋅避雷器的壽命和可靠性分析，優化整個系統的監測體系。對于變壓器的異常震動和基礎松動現象分析，完整了解電網安全、穩定、優質運行的技術經濟條件。

（3）隨著電力技術的進一步發展，通過變電企業的數據采集系統、信息管理系統、分散控制系統幫助自動化調度中心隨時了解變壓器的微小故障的發生頻率，實現數據共享與交流。在線監測技術作為一種新型的監測手段，具有事故診斷能力。將其逐漸應用到變電維修中，以此來提高電力設備的健康水平和電網電能質量，極大地提高變電檢修的效果，保證電網的安全穩定運行。通過監測設備在線顯示各變電設備的使用情況和狀態參數，對變電站的智能程度和穩定程度的提高具有十分重要的作用和意義。

參考文獻

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