變電檢修工作中在線監測技術的應用研究

吳軍

摘要：變電站是我國電力系統的重要組成部分，隨著智能電網工程的推進，物聯網技術已成為變電站狀態檢修的主要手段，而變電檢修中運行狀態監測的核心技術則為在線監測技術，其能準確評估變電設備運行情況，針對檢修計劃的制定給出合理意見。基于此，為充分實現在線監測技術價值，本文探究變電檢修中技術的具體應用，以為技術實踐提供參考與借鑒。

關鍵詞：變電檢修;在線監測技術;技術應用

引言：在線監測技術是基于傳感器以及自動化測量方式監測變電站設備運行狀態、采集設備運行物理與化學參數的監測手段，技術可實現全天候不間斷監測，使檢修人員實時了解設備狀態、預防嚴重故障。因此，可提高變電檢修工作的事前預防價值，對維護變電站穩定、安全運行有著重大意義。

1 變電檢修中在線監測技術模式分析

目前，變電檢修中普遍采用的在線監測模式有以下幾種：

以計算機為硬件設備的在線監測平臺，其利用計算機、信息化技術展開設備監測與管理，可實現自動化監測，且計算機內設有數據庫集中存儲監測系統采集的變電設備運行信息、參數，便于統籌分析，科學落實調度與預警工作[1]。

以電氣化技術為技術基礎的在線監測平臺，其利用電力設備的特殊性，可監測設備運行中溫度、濕度等多項指標，經電子傳感器將采集數據進行整合后傳輸到監控系統中，為檢修工作提供數據支持。

自動化監測平臺，其不僅能夠自動化監控變電設備的運行狀態、傳輸信息，也有著強大的故障預警功能，在檢測變電站運行狀態過程中，一旦發生故障，可自動識別故障類型、確定故障等級，做出對應預警管理，并快速提供預警報告，為檢修人員提供故障位置等信息，提高檢修工作效率，有效控制故障范圍，避免影響擴大。

2 變電檢修中在線監測技術的應用

2.1 變壓器監測

變電器監測是在線監測系統的核心組成部分，其重點檢測變電器油中氣體變化情況，變電器故障時可通過分析油中氣體成分檢查故障痕跡、分析故障原因。如油過熱問題，變壓器油過熱或油與紙同時過熱都將導致故障發生，監測數據提示有頻繁出現過熱情況，則表示變電器存在較大隱患，應及時檢修;異常放電故障，油紙絕緣局部放電、油中電弧、油中火花放電等均是故障表現，監測中發現任何一種情況，都預示變電器可能因局部放電出現燒毀或受火災次生災害影響，因此，此類故障表現頻繁出現，預示變電器即將損壞，應組織檢修進行更換;變壓器油中進水或有氣泡產生，表示油中混入水分、空氣，影響油的絕緣性，出現更為嚴重的變壓器油電離、乳化問題，可因絕緣失效變電器被擊穿。以上故障發生后，通過在線監測系統采集的數據，配合真空法、透析法、頂空法等分析變壓器油氣體成分，了解故障痕跡，以提高故障處理效率[2]。

2.2 電容型設備監測

針對電容型絕緣結構電氣設備在缺陷出現早期進行檢修可預防故障發生，此類設備常見故障主要由絕緣受潮、絕緣被放電過電壓擊穿等，基于在線監測技術，利用三相不平衡法，當設備出現異常，三項不平衡電流中性點則出現不完全對稱，監測工作受到雜散電流干擾，檢修人員將三項不平衡電壓調節至最小值，則可通過監測數據中電阻參數的變化判斷缺陷。

2.3 斷路器監測

斷路器是變電站運行中的重點保護設備，常發生機械故障，其核心組件為操作線圈，利用具有測量電流功能的傳感器，實時在線監測操作線圈電流波形，可及時發現斷路器運行故障;在線監測中獲取的12T累積量是判斷斷路器觸頭磨損情況的重要依據;監測與分析開關剛分、剛開接觸壓力以及連桿卡死、松動、斷裂等不同情況下輸出參數特性可反饋操作桿機械負載情況，輔助判斷設備運行真實性能;斷路器分合閘操作行程產生的時間特性曲線數據可反饋斷路器機械運動情況與運動特性;監測操作線圈電流、電壓波形數據，可直接判斷是否發生拒動或勿動故障;通過體外監測獲取振動信號可提供豐富的斷路器運行狀態信息，便于判斷高壓開關機械系統運行狀態[3]。

2.4 電能質量監測

目前國家高度關注電能質量問題，在線監測技術的應用對提高電能質量有著重要意義，在線監測可獲取不同種類評估電能質量的指標，并自動化實時更新，檢修過程中分析匯總的數據，結合電力系統運行情況進行電能質量動態分析，以便及時作出針對性調整;并且可以綜合分析獨立指標的詳細特征，分層檢測電能質量，對電能質量問題進行科學診斷，提供指導改善電能質量、處理電網污染問題的科學數據。

2.5 主設備絕緣監測

變電設備故障中，絕緣事故是僅次于機械故障發生率排名第二的常見故障，故障發生的主要原因是設備內進水受潮、絕緣性能下降，內部帶電體朝外殼放電，隨著設備使用時間的延長，絕緣事故發生率也對應上升，除加強巡邏、檢修外，在線監測技術的應用能夠最大程度發揮預防作用。將絕緣監測裝置安裝在主設備內，監測絕緣性能、運行狀態，可及早更換老化絕緣、減輕對外殼放電隱患，且可根據絕緣特性的變化進行極限故障參數預報警、報警。監測中獲取的參數變化趨勢反饋絕緣的健康狀態，其變化速度異常與趨勢異常都可成為診斷絕緣事故的依據，當有異常趨勢出現，則提示絕緣性能下降，及時作出處理，可減少停電時間、降低故障發生幾率[4]。目前在線絕緣監測裝置主要應用在110kV以上電力系統中，可監測電流互感器、變壓器、避雷器等主設備的絕緣運行情況，在具體安裝中無需改變設備高壓設備原有接地方式，可準確測量電容型絕緣設備介損、電容量及已泄露電流，監測避雷器阻性電流參數與全電流參數。

2.6 高壓設備溫度監測

高壓設備溫度變化主要由導電連接固定接觸與可動接觸導致，因變電系統運行環境復雜，多種原因均可導致接觸不良，如機械振動導致接觸點溫度升高、觸動燒蝕導致接觸點溫度升高，溫度升高后接觸位置發生氧化，增加接觸電阻，致使溫度持續升高，最終造成局部熔焊、電弧放電、火花等情況，危及周圍絕緣材料，損壞電氣設備[5]。因此，高壓設備溫度參數也是一項重要監測指標，設定溫度最高閾值，溫度超過閾值上限后系統發出報警，及時檢修處理，可預防重大事故發生。

目前，對高壓設備溫度的監測主要通過兩種方式實現，其一應用電工功能材料，即高分子正的電阻溫度系數熱敏材料，電阻率可隨著溫度變化呈現出非線性特征，準確反饋設備實際溫度，確保溫度超出預警后立即通知檢修人員，反饋準確情況;其二為紅外熱像儀，其診斷準確，即使在高壓斷路器中應用也能夠準確監測導電回路電阻值，根據傳輸數據可準確診斷開關觸頭情況，當接觸不良發生，接觸電阻增加使熱耗損功率也隨之上升，在高溫環境下紅外熱像儀同樣性能靈敏，及時準確檢出溫度升高情況，便于檢修人員了解高壓設備狀態。

結束語：

綜上所述，變電檢修中在線監測技術的應用為工作開展提供了極大便利，有效預防設備故障、安全風險，為變電站安全、穩定運行提供堅實的技術保障;且更為突出的價值是，在線監測技術可將反饋設備運行狀態的數據集中整理、分析，為高效、科學處理故障提供參考，提高變電檢修效率、質量、可靠性。因此，應充分利用在線監測技術功能與價值，優化與改進變電檢修工作，維護電力系統穩定、安全、可靠運行。

參考文獻：

[1]張宇.在線監測技術在變電檢修中的應用分析[J].電子技術與軟件工程，2020（23）：228-229.

[2]顧海濱，黃敏.在線監測技術在變電檢修中的應用[J].電氣傳動自動化，2020，42（06）：28-30.

[3]田嘉瑞.電力系統變電設備在線監測技術應用研究[J].現代工業經濟和信息化，2020，10（10）：97-98.

[4]殷峰，李剛，石小帥.在線監測技術在變電檢修中的應用分析[J].機電信息，2020（20）：90-91.

[5]黃偉光，孫瑋祎.在線監測技術在變電檢修中的應用分析[J].南方農機，2020，51（09）：227.