李明海
中国石油化工股份有限公司天津分公司物资装备部 天津 300271
摘 要：变电站是电力系统的重要组成部分，变电站的可靠性及运行状况直接决定整个系统的稳定和安全，因此必须时常检修变电站的电气设备，以保证变电站的正常运行。本文主要分析现代变电站的电气设备在线监测的方法。
关键词：变电站；电气设备；在线监测
为降低停电和维修费用，人们开始关注在带电测量技术的基础上发展起来的新监测技术——在线监测，并探索以在线监测为基础的状态维修。
1.变电站电气设备在线监测技术概述
目前，我国变电站对于电气设备的主要监测方式是预防性试验，而通常预防性试验电压远远低于运行电压，在低电压的情况下有的在线监测结果是正常的，但有的绝缘缺陷只能够在高电压的情况下才能暴露出来，这就导致预防性试验无法及时准确地发现故障，带来了潜在的安全隐患。一旦隐患爆发，通常意味着巨大的经济损失，有时还会出现人员伤亡。但是，当前这种对于电气设备的监测方式短期内难以改变，只能够寻求另外的监测技术。
变电站电气设备在线监测技术为电气设备的监测方式提供了新的思路，科技的发展使得建立变电站的电气设备在线监测系统成为了可能，各种高灵敏度的传感可以及时收集电路的运行情况，采集相关的信息后交由计算机进行处理，确认电路是否运转正常，能够有效保障电力系统的安全运行。
2.变电站电气设备在线监测系统原理
变电站电气设备在线监测系统是利用各种高精度的传感器来实时收集变压器、电容型设备、电力传输线路的运行情况，然后经由计算机进行处理之后呈递给操作人员的一种在线监测方式。通过各种传感器，如电磁传感器、力学量传感器、声参数传感器、热参数传感器、化学量传感器等的应用能够将各种物理信号转变为电子信号，经过电脑处理分析之后呈递给操作人员，由操作人员判断线路是否异常，是否该停电检修。变电站电气设备在线监测系统的运用能够提高监测的时效性和准确性，在故障还不是太严重之前就及时消除，这样能够有效减少相关维护人员的工作量和工作强度。
变压器油中溶解气体监测部分通过控制处理部分可以独立构成单元，实现油中溶解气体的监测，并且通过通讯部分转接到工业控制计算机，实现了对多台变压器油中溶解气体的在线监测。变压器套管绝缘、电容性设备介损、MOA阻性电流的监测，通过各自相应的电流传感器获取信号，经信号控制处理部分，再将数据联系到工业控制计算机，这样便于实现对多个电容性设备和MOA阻性电流的监测。最后监测数据经远程通讯，传送到供电局内MIS系统上，实施对设备绝缘的及时监督。
2.1变压器油中溶解气体在线监测单元
当前几乎所有的大型变压器中都会使用到变压器油来提高变压器的绝缘和散热性能。变压器油作为一种有机材料，在长期的使用过程中肯定会发生变质的情况，在热，电、氧、水等多种因素作用下这种变质是难以避免的，而变压器油在变质的过程中会裂解出来一些分子气体。通过相应的色谱分析可以了解分子气体的产生量，从而反映变压器油的变质情况，不仅可以在变压器油变质到一定程度时及时替换，还可以借变压器油的变质进程来侧面反映变压器的运行是否正常。常见的变压器监测装置主要由油气分离单元、气体检测单元和微机处理、控制及诊断单元组成，借助某些合成材料薄膜的透气性可以将变压器油与变质产生的气体分开，然后对变质所产生的气体进行检测，检测的结果由微机处理诊断，然后将各种异常情况反馈给变电站控制端。
图1 电容型设备介质损耗和MOA阻性电流在线监测单元原理图
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图中：1-电力变压器；2-电流传感器；3-数据采集单元与控制单元；4-光纤；5-计算机
2.2 变电站电容型设备的在线监测
在变电站中不可避免地会用到高压电容型设备，而对于高压电容型的设备是通过测量其绝缘的介质损耗角正切值tanδ来反映的，而通过对于MOA阻隆泄露电流的探测能够反映介质的损耗程度，确定电容器是否还能满足正常工作的需求。图1为电容型设备介质损耗和MOA阻性电流在线监测单元原理图。
对电容型设备tanδ的测量，被测的电压和电流信号分别从电压互感器（YH）副边和容性设备末屏上获取，MOA阻性电流信号从MOA的接地引下线上获取，采用高精度电压、电流优越感器将YH和设备上的电压、电流变换成低压小电流信号，信号转导至中央处理器进行处理，以可读性更强的形势呈现在变电站管理人员面前。
3.绝缘维护技术探讨
在预防性实验的过程中线路中的电压是远远低于实际运行的电压的，一般预防性试验的电压不超过十千伏，而实际运行时线路中的电压可以达到数万伏，这就可能导致电路的绝缘系统存在缺陷却仍旧能够通过预防性试验，而在变电站投入正常使用之后就存在严重的安全隐患，尤其是对于承载电压较高的电气设备更是如此。
电气线路一旦出现故障，检修工作势必会导致区域范围内的停电，带来巨大的经济损失，而通过对于变电站电气设备在线监测系统的运用，可以及时反映电气设备的运行情况，了解线路中是否存在异常，然后判断是否需要停电维修，减少由停电维修所带来的损失。由于变电站电气设备在线监测系统尚不完善，没有统一的执行标准，因而在线监测所测得的特征量只能是与同一设备连续监测的数据相比较作为主要参考对象，以同类设备的在线监测值作为辅助参考对象。这就需要前期收集大量的数据作为数据库，借此来掌握同一设备连续监测的数据变化规律和同类设备的在线监测值变化规律，从而进行分析处理工作，这样前期的投入量就比较大，而且前期使用效果也并不理想。
随着近些年来科学技术的不断发展，各种新型的传感器技术、信号采集技术、数字分析技术与计算机技术被不断应用于实际生产之中，创造了巨大的价值，具有较强的实用性。而由上述技术组成的变电站电气设备在线监测系统则能够弥补预防性试验的不足，及时反映电气设备的运行情况，了解线路中是否存在异常，从而彻底消除隐患。但是，变电站电气设备在线监测系统当前也并不完善，因而并不能完全代替预防性试验。当前对于变电站电气设备的判定标准并没有统一的规定，这就为变电站电气设备在线监测系统的推广使用制造了很大的障碍。
4.结束语
我国经济的快速发展离不开电能的支持，而社会对电能需求量的增加，给电能的输送距离以及可靠性提出了更高的要求，只有高质量的变电站才能够满足这一要求。电气设备作为变电站的核心，其运行情况对于电能的输送至关重要。而科技的发展使得对于变电站电气设备的实时检测成为了可能，也为变电站的管理工作提出了新的方向。虽然当前的变电站电气设备在线监测系统还存在一些缺陷，但是随着科技的进一步发展，电气设备的运行规律势必将会被人们所熟练掌握，在线监测技术必然会不断得以完善，在变电站电气设备监测工作中发挥积极的作用。