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基于变电检修中在线监测技术及其应用分析盛雨

发表时间：2020/7/21 来源：《电力设备》2020年第8期作者：盛雨

[导读] 摘要：目前，在社会形态发展逐渐多元的情况下，电力行业的发展也得到比较完善的改变。

        (国网山东省电力公司菏泽供电公司山东菏泽 274000)
        摘要：目前，在社会形态发展逐渐多元的情况下，电力行业的发展也得到比较完善的改变。传统变电检修具有的可靠性无法适应电力行业的新需求，导致在工作中，出现很多问题，严重影响了人们正常的工作、生活，对变电检修工作的顺利开展造成严重阻碍。通过对变电检修工作可靠性的深入研究，将在线监测技术手段合理的运用其中，对现有的问题仔细研究，找到问题产生的原因，并逐一解决，为在线监测技术在变电检修中的有效应用奠定了基础。
        关键词：变电检修；在线监测技术；应用分析
        引言
        随着经济社会发展和人们生活水平的提高，用户对于电能质量问题越来越关注，在电力企业，经常会遇到用户电能质量投诉情况，在理想的电网系统中，电压和电流呈现对称状态，三相交流正弦曲线平滑稳定，但是因为电网系统中很多负荷都是非线性、非对称的，导致出现电压偏差、谐波、闪变、电压暂降等电能质量问题。电能质量问题一般可分为稳态和暂态两大类，稳态电能质量问题主要包括谐波、间谐波、波形下陷以及噪声等。其中谐波是衡量电能质量的重要指标之一。
        1电气设备在线监测和状态检修技术概述
        通过对电容型设备、避雷器、变压器、高压断路器等设备的工作原理及运行状态等进行在线检测，结合相关的技术进行论证，开拓在线监测工作，如变压油气监测、油中溶解气体监测、变压器局部放电监测、变压器绕组变形监测、避雷器高压断路器等，对相关的电气设备故障进行分析，提出相应的在线监测管理方法和辅助决策等。传统的电气设备检修，在一定程度上需要进行设备的离线检修。设备被迫停止运行不仅造成经济损失，也影响无故障电力系统的运行稳定性，难以保障试验的准确定。在进行定期检测状态下，电气设备可能随时发生间隔期的故障，带来资源的浪费，而且使得检修过程中发生损伤。以实际运行案例进行分析，发现电气设备受到维修的因素影响，在难以保障科学保养的前提下，设备的使用寿命会大大缩短。采用电气设备的在线监测，根据设备的运行状态，实行信号的整理、传输、采集，从电气设备的带电情况下进行分析，改变了传统的数据设备传输方式，通过在线的实时整理分析，将数据直观地呈现给操作技术人员。更准确地里了解电气设备的运行状态。电气设备的在线监测的技术优点包括全方位的监控，结合诊断状态进行监测。能够达到节约能源、防止过度使用，节约维修时间等目的。对于电气设备的最佳运行状态是起到维护作用的，让电气设备始终保持良好的使用效益。
        2电能质量和绝缘的在线监测
        根据对在线监测技术在变电检修中的应用展开的大量实际调查研究能够发现，在线监测技术中电能质量和绝缘质量的效果好坏，对变电检修工作的顺利开展具有重要的作用。基于电能质量和绝缘质量的在线监测技术主要可以分为以下两个方面。（1）绝缘在线监测。针对绝缘在线监测而言，由于电力系统中变电设备的绝缘功能降低或者消失，导致电力系统的正常运行受到严重影响的情况经常发生，严重阻碍了我国电力系统整体能力的提升。为了将这个问题有效解决，必须加大对变电设备中绝缘在线监测工作的质量给予足够的重视，特别是在我国社会科技树程度逐渐加深的环境下，为了满足生产需求，变电设备的运行效率正在逐渐提升，将在线监测技术合理的结合到电力系统中，能够将电力设备存在的绝缘问题第一时间发现。在此基础上，结合专业技术人员采取的有效措施，将存在的问题及时解决，为电力系统的正常运行提供保障。（2）电能质量在线监测。由于我国电力系统的科技化发展水平逐渐提升，对电力系统中电能质量的检测手段基本上已经实现在线监测。与此同时，伴随着我国电力行业的不断完善发展，在线监测技术在检测领域具有的意义和重要性不言而喻。通过对在线监测技术的利用，能够实施对电能质量进行监测，并且能够保证监测结果具有较高的准确性。在此基础上，实现对电力系统的正常运行展开科学、有效的动态监测。这样，不仅能够将电力设备在运行过程中存在的问题及时发现并且有效解决，还能对存在的问题展开多角度、多层次、多方面的监测，使电力设备对安全事故的预防能力有效提升。除此之外，通过将在线监测技术运用到对电能质量的监测中，能够通过监测结果对电力设备的综合指标进行有效的分析和评估，为下一步工作的开展指明方向。
        3基于变电检修中在线监测技术及其应用
        3.1电容型设备的在线监测技术
        对电容型绝缘结构的电气设备，包括对电容式电压套管电容式绝缘电流互感器，发现其早期发展缺陷，针对局部缺陷进行及时的检测。

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一般电容型设备常见故障包括绝缘受潮、绝缘缺陷金属异物放电过电压下击穿等，需要停电对其进行交流耐压实验或局部放电实验，才能够发现存在的部分故障。而采用在线监测技术，在设备不停电的前提下，即可检测到设备的所有故障，并可以提供相应的检修方案，具有准确性高、检修具有针对性等优点。例如三相不平衡法，当有一个设备出现缺陷，使用三相不平衡电流在中性点上进行不完全对称，以及杂散电流干扰的检测。其基本原理是当设备安装完时先调节调节可变电阻，使三相不平衡电压降到最小数值，如果出现三相设备中一项或者两项缺陷，则此时电阻会发生显著升高。再例如电桥法，利用电压互感器与原标准电容器进行相互配合，改用低标准电容器，注意不同外施电压条件下可能存在差异。数字测量法则可以利用传感器技术进行在线监测，如介质损耗已检测中，能够对抗阻抗极低的耐受较大的问题，确保现场测量安全，并防止由于测量引线损坏导致的地陷开路等。
        3.2金属氧化物避雷器在线监测
        对于金属氧化物避雷器中发生的老化和受潮现象产生的故障，可以根据其结构和工作特性，进行在线监测。采用的方法，如实际运行中进行部件种类的考察，一旦发生故障，则可以通过在线监测仪进行泄漏全电流和泄漏电流组量分量的检测方法，如全电流法。当避雷器发生老化受潮故障时，阻性电流会增加，此时根据这一特征，全电流法可以判断金属氧化物避雷器的运行状况。同期整流法原理是将金属氧化物避雷器的总电流通过激波滤波器得到基波电流，得到阻性基波电流平均值，结合电压传感器，提高检测灵敏度。谐波电流法可以判断金属氧化物避雷器的老化状况。基波电流法可以判断金属氧化物避雷器的运行状况。电容电流补偿法可以将避雷器肿瘤中的荣幸部分加以抵消，得到阻性泄漏电流。
        3.3电抗器在线监测
        现有的变电站户外电抗器由于长期处于高温、紫外线、风雨雪等恶劣环境下或受到投切暂态冲击作用，长期下绝缘表面或内部开裂、匝绝缘损伤等，终会导致电抗器绝缘表面发生沿面放电，电抗器的内部出现局部温升过热、烧毁的严重故障。而电抗器的运行情况在监控系统反应不出来，出现事故以后也没有可追溯性。电抗器在线监测系统可以实现对各类电抗器工作状态进行在线监测，可实现在线检查电抗器运行时的电流、电压、温度、损耗以及谐波成分等重要参数，通过观测其变化规律，能够反映出产品的质量状况及运行状态的变化趋势，并对异常情况发出告警。能在初期发现电抗器异常状况，监测电抗器的运行状态，有效防止电抗器长时间过热或者过电流运行，降低电抗器故障率，减少事故的发生，节省了维护成本，对提高无功系统电网运维水平也具有重要意义，为智能电网下电抗器运维水平的提高奠定技术保障。
        3.4 GIS系统的功能应用
        为了适应变电站的高压设备运行环境，还需要对其变压器、互感器、高压断电器、断电刀闸开关等设备进行处理分析，可采用GIS（Geographic Information System）在线监测技术实现对高压设备技术内容的有效整合。GIS系统灵活小巧，可应用于任何环境下，非常有利于变电站设备实施在线监测工作。在在线监测设备中，它可配合局部放电情况锁定各个高压设备器件环节的绝缘状态，并检测其是否处于正常状态，能够对高压设备中的介质损耗、绝缘电阻等重要参数进行动态监测。
        结语
        根据以上针对在线监测技术在变电检修中的应用，进行的系统研究，我们可以明确的了解，对于智能变电站的变电检修工作而言，在线监测技术具有无法替代的作用。必须对变电检修工作的可靠性给予足够的重视，对在线监测技术具有的安全风险问题、故障类型、故障状态都要详细了解，并施加最科学的办法将问题解决，并不断提升变电检修工作的可靠性，为智能变电站的进一步发展提供源源不断的动力。
        参考文献：
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