變電檢修中在線監測技術的應用剖析

唐煒

（國網湖南省電力公司新寧縣供電分公司湖南新寧422700）

變電檢修中在線監測技術的應用剖析

唐煒

（國網湖南省電力公司新寧縣供電分公司湖南新寧422700）

變電設備與人們的生產和生活有著一定的聯系，加強變電檢修、提升電力系統的運行安全性具有重要意義。在線的監測技術的應用在變電檢修中發揮著重要的作用，本文對變電設備在線監測技術的概念以及其具體應用進行了簡要的分析，以期為變電檢修工作提供一些參考。

變電檢修；在線監測；技術應用；剖析

1 引言

變電設備在線監測技術的研究與應用，不僅能夠有效地保障了供電安全、可靠，同時也為智能電網的進一步發展提供了巨大的推動力。因而，在科學技術迅速發展的今天，加強變電檢修中在線監測技術的應用分析有著十分重要的意義。

2 變電設備在線監測技術的概念

2.1 在線監測概念

在線監測顧名思義，即對狀態進行檢修時，利用各種傳感器以及測量的方式監測高壓電設備的工作時的化學以及物理參數。其主要目的在于能夠利用這些數據，監測設備是否處于正常運行的狀態。在線監測則主要是通過實時監控的方式進行，其主要包含重點維護性的監測以及日常保護性的監測。其中，重點維護性的監測主要是實時監控或者定期對設備進行檢查，確保設備無缺陷存在，防止出現嚴重的事故；日常保護性的監測，則主要是監測設備的實時運行參數，將專門的傳感器設置在容易發生故障的地方，便于及時的將設備的工作情況反映出來，一旦有問題出現，則可以立即發出預警并進行檢修。

2.2 在線監測的內容

檢修高壓電設備時進行在線監測主要包含有監測信號、采集傳感器的數據、處理數據。主要內容包含：利用設備上的各類傳感器對設備的物理、化學參數進行監測，并利用網絡傳輸這些數據，進行信號的轉化，利用信息處理技術對數據進行采集和處理，而后向中控室監控主機的服務器進行信息的傳輸，一般光纖和電纜為其傳輸的載體。

3 變電檢修中在線監測技術的應用分析

3.1 常見的幾種輸變電設備在線監測技術的應用

3.1.1 避雷器在線監測技術

通常，避雷器的故障特征是電阻片老化或者受潮，從而導致元件出現發熱的現象。在輸變電設備的管理中，漏電流大小是評價避雷器運行質量的重要指標。漏電流主要由容性電流與阻性電流組成，其中阻性電流與電壓相位相同，容性電流的相位要超前電壓相位90°。所以避雷器在線監測技術主要監測的是阻性泄漏電流，常用的方法有：諧波分析法、基波法以及常規補償法。其中，諧波分析法采用的是和諧波分析技術以及數字化測量技術，從泄漏的電流中分離出阻性電流基波值。這一方法需要以電壓信號作為參考依據，但測量結果的誤差較小。

3.1.2 變壓器在線監測技術

通常，變壓器在線監測的范圍主要有變壓器油色譜監測、變壓器局部放電監測、變壓器繞組變形監測以及鐵芯接地電流監測。對變壓器油色譜監測主要采用的是油氣分離技術以及氣體監測技術。分離技術主要采用的方法是薄膜脫氣法，氣體監測技術采用的是氣相色譜法語光聲光譜法；變壓器局部放電監測主要是根據變壓器局部放電特性，采用脈沖電流法、放電能量檢測法、射頻法以及超聲波法等進行在線監測；繞組變形監測的主要方法有短路電抗測試、振動信號分析、頻率響應分析等，繞組是變壓器故障發生最多的部件，對其實行在線監測，對于保障供電穩定有非常積極的作用；鐵芯接地電流在線監測是變壓器在線監測技術中非常關鍵的組成部分，現有的研究資料表明，鐵芯故障占變壓器事故的1/3，而鐵芯故障發生的主要原因是鐵芯多點接地。鐵芯多點接地與單點接地情況下的電流差值較大，而國家最新標規中規定該電流必須低于0.1A。因此，通過對鐵芯接地實施在線監測，可以及時發現故障，在當前的鐵芯接地監測中，應用較多的是穿心電流傳感器。

3.1.3 電纜在線監測技術

電纜在線監測技術覆蓋的主要范圍是電纜局部放電監測以及電纜光纖溫度監測。在電纜工作中，交流電容易摻入雜質或者殘留氣泡，當雜質和氣泡擊穿電壓時，就容易產生局部放電現象。當這一問題產生時，易產生超聲波、電脈沖、電磁波或者光和熱等，而電纜局部放電監測通過超聲波檢測法、超高頻檢測法以及高頻電流監測法對其進行有效的在線監測。電纜光纖溫度在線監測主要是對電纜外層溫度實施監測，并計算出電纜線芯的溫度，從而有效地實現電纜輸電能力。當前，對光纖測溫采用較多的是分布型光纖測溫系統，該系統具有可連續多點同時進行測溫的特點，并且具有系統結構簡單、抗干擾性強、兼容性好、測距長、精度高等優點。

3.2 應用實例

本文將以IM-2、WYJ-Ⅰ型在線監測裝置為研究實例，詳細探究變電設備絕緣在線監測技術應用。

3.2.1 M-2、WYJ-Ⅰ型在線監測裝置簡介

IM-2型在線監測系統組成及工作原理

主機和傳感器組成了IM-2型便攜式絕緣在線監測系統，主機部分主要包含兩臺586便攜式計算機以及一臺采集數據的機器和相應的附件，在被檢測設備的接地線上固定好傳感器，技術人員將主機部分攜帶到現場進行在線監測，IM-2型便攜式絕緣在線監測系統的總體結構見圖1。

圖1 絕緣在線監測系統的總體結構圖

電壓傳感器的輸入端跟母線電壓互感器二次側1001～3端子連接，該信號在隔離、變換后會進入到數據采集器，在被檢測的設備的地線上安裝電流互感器，電流信號經過電流傳感器，在隔離變換后會進入數據采集器，精度較高的數據采集信號調理模塊會跟隨、I/V轉換、低通濾波、程控放大輸入的傳感器信號，控制邏輯控制著A/D轉換芯片，并輪流采樣U、I交流信號，并進行A/D轉換而后一并存入到儲存器中，將便攜機的打印口跟數據采集進行連接，以便控制好數據采集器，并傳送數據，傳感器采集到的電壓信號U（t）和電流信號i（t）通過屏蔽電纜傳送到數據采集器的電壓、電流信號輸入端，而后便攜機會對信號進行放大、濾波、采樣以及轉換模數控制，而后再利用便攜式計算機分析計算電壓以及電流的數字序列，從而得到U、I、f、C等各種絕緣參數和諧波參數，并在計算機屏幕上有所顯示。

3.2.2 WYJ-Ⅰ型在線監測系統

（1）系統組成及工作原理

WYJ-Ⅰ系統主要組成儀表有：系統主屏、數據采集系統、遠程監視系統、站端主控系統、信號傳感器、信號傳輸電纜以及監測系統。通常系統主屏主的尺寸為2360×800×600，而站端主控系統、數據采集系統、穩壓電壓會被設置在主屏內。信號傳感器則分為穿芯式和分壓式兩種類型，每組傳感器會相應的配備一臺信號處理控制單元，也可以稱之為智能前端。信號傳擂電纜主要有三種不同的類型，分別為：①雙屏蔽同軸電纜，其能夠用來測量信號的傳擂，外對接地進行屏蔽，內對信號接地進行屏蔽，而信號線則為芯線。屏蔽用作信號接地，芯線作信號線。②二芯屏蔽雙紋線，其截面積為0.5～0.75mm2，一般被當做程控信號線。③二芯屏蔽線，截面積在1mm2左右，一般為當做智能前端電源線。而遠程監視系統一般會根據實際情況進行配置，其傳送數據的模式可以直接進局域網也可以利用調制調節器經過電話網進行傳輸。

（2）功能及監測參數

此系統一般用于運行中的110～500kV電壓等級的電流互感器、電壓互感器、主變套管、藕合電容器、主變鐵芯、避雷器等，如表1所示。

表1 系統概述

（3）系統的主要功能

①實時自動檢測功能

對超過110kV的電壓等級的CT，PT，OY、主變套管的介質損耗值、泄漏電流、母線電壓、等值電容進行實時檢測，并對氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流進行實時檢測。

②手動檢測功能

手動進行自動檢測，并自行選定好設備的各參數。

③統計及繪圖功能

統計被檢測設備的歷史數據，繪制特性曲線。

④智能分析功能

分析所選設備的誤差參數，并繪制出誤差概率分布曲線。

⑤對比分析

縱向或者橫向選擇設備的產生，并得出變化規律，從而對設備的絕緣狀況進行判斷。

⑥報警功能

分析判斷好所監測設備后自動發出警示信號。

4 結語

總而言之，輸變電設備在線監測技術不但具有較高的技術含量，并且在電網中發揮了越來越重要的作用。在實際應用中，操作人員應秉持科學嚴謹的態度對其進行深入探究與分析，研發出更加有利于電網發展的輸變電設備在線監測技術。

[1]楊光輝.芻議變電檢修中在線監測技術的應用[J].科技創新與應用，2014（33）：195.

[2]王權剛.解析變電檢修中在線監測技術的應用[J].華東科技：學術版，2014（36）：223.

[3]蘇光濤.在線監測技術在變電檢修中的應用[J].華東科技：學術版，2014（8）：245.

TM73

A

1004-7344（2016）24-0060-02

2016-8-5

唐煒（1982-），男，助理工程師，本科，主要從事變電檢修工作。