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在线监测技术在变电检修中的应用分析姚挺

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：姚挺

[导读] 摘要：在20世纪80年代，国外就开始了对电力装置运行情况的研究，通过研究变电检修技术，以便全程维护和检修变电设备，评估变电设备的使用寿命。

        国网江苏省电力有限公司苏州供电分公司江苏省苏州市 215000
        摘要：在20世纪80年代，国外就开始了对电力装置运行情况的研究，通过研究变电检修技术，以便全程维护和检修变电设备，评估变电设备的使用寿命。在21世纪初，我国才开始重视变电设备的检修工作，借鉴了国外先进的检修技术及经验。目前，我国对变电设备采取了定期检修的方式，已经取得了一定成果，积累了一些宝贵经验。在线监测技术是指监测处于运行状态的变电设备，是否存在故障或安全隐患。在线监测技术在实际应用过程中，存在监测不全面、技术手段应用不到位等问题，基于此，本文就在线监测技术在变电检修中的应用进行分析与研究。
        关键词：在线监测技术；变电检修；设备状态；设备故障
        1变电检修中应用在线监测的意义
        在线监测技术经过十几年的快速发展，其应用效果已经得到广泛认可和全面验证。在线监测技术通过多种传感器和数据采集设备，实现变电设备工作情况的全方位监控，智能化的在线监测设备还能将采集到的数据与设定值进行比对并调节，初步实现了变电设备自修复和自调整目标。另外，变电设备一旦发生故障，造成的经济损失往往较大，使用在线监测技术记录和监测设备使用的全过程，一旦发生故障，设备故障之前的运行数据能够为技术人员提供故障分析与故障排除的基础数据和分析依据，大大降低设备维修时间。
        2基于在线监测技术的变电检修方法
        2.1基于在线监测技术获取变电设备状态信息
        运行人员利用在线监测技术，通过监测变电设备运行参数，包括电压、电流、温度、振动等，可以及时判断变电设备是否存在故障或安全隐患。基于在线检测技术，变电设备运行状态监测装置获取变电设备状态信息的流程如图1所示。

        从图1中可以看出，变电设备运行状态信息的采集流程，主要是通过各种方式采集变电设备的运行信号，利用传感器再将采集到的变电设备运行状态信号转换为方便监测人员处理的信号，如电信号、光信号等。利用变电设备运行状态监测装置，运行人员即可监测变电设备运行状态参数的变化情况，对采集到的变电设备运行状态参数进行整理、存储，并将这些参数信息建立成电子档案，以便监测人员根据变电设备以往的运行状况，判断目前变电设备是否存在故障，为后续的变电设备运行监测、检修提供依据。
        2.2监测变电设备
        目前的变电设备主要分为一次设备和二次设备。其中，一次设备包含了发电机、变压器、断路器、母线等主要元件；二次设备包含了计量表、继电保护、信号和控制装置等主要元件。因此，运行人员应根据一次设备和二次设备特点，分别监测变电设备运行状态，获取变电设备参数。
        2.3检修变电设备
        目前的变电设备运行状态可以分为正常、异常、故障3种状态。其中，正常状态即设备可以正常运行，所存在的缺陷不会影响设备正常工作；异常状态是指设备运行状态已经引起变电设备检修人员的注意，需严密监测变电设备异常变化，制定变电设备检修方案；故障状态是指设备故障已经导致变电设备不能正常工作，在运行过程中，设备的各项指标都出现明显下降，但还未导致设备停止运行。因此，检修人员在检修变电设备故障时，需要分析变电设备发生故障的原理，根据变电设备故障位置，进一步监测、获取故障数据，并持续采集故障信息，对故障信息进行处理、存储。与此同时，还要提取变电设备以往该位置的数据，通过新旧数据对比判断故障发生的原因，确定故障类型与位置。根据变电设备的监测方法，我们可以获得变电设备故障信息处理方法，如表1所示。

        3在线监测技术在变电检修中的应用
        3.1环网柜在线监测应用
        3.1.1环网柜局部放电
        在线监测局部放电初期是在一个很小的区域内，此时还没有形成连续的放电通道。电荷释放会影响绝缘介质的介电性能，材质绝缘性能的下降受放电剧烈程度的影响，放电程度越高，则绝缘性能下降越快。环网柜局部放电在线监测就是要在绝缘部件失效之前发现设备故障。局部放电的电压变化和电流情况，相对于变电设备而言非常微小，同时由于周围存在较强的电磁干扰，准确检测环网柜局部放电具有一定难度。
        3.1.2环网柜绝缘性能在线监测
        环网柜绝缘性能对于设备运行稳定性影响非常显著，在使用过程中，绝缘老化是一种渐进的缓慢过程，传统检测手段难以发现这一类潜在风险。环网柜绝缘性能的在线监测能够实时掌握环网柜工作状态，将环境因素、漏电强度等信号进行收集和传输，并通过多种对比手段和内置程序完成工作状态对比，在第一时间发现故障隐患。
        3.2高压断路器在线监测应用
        3.2.1高压断路器机械性能在线监测
        根据有关资料显示，断路器设备的损坏有80%是由于机械性能遭到破坏引起的，因此，对于高压断路器的机械性能进行在线监测十分重要。现阶段，针对于高压断路器进行在线监测的主要方式包括：断路器工作行程在线监测、震动信号在线监测、断路器工作速度在线监测等。机械稳定性较高的断路器峰值变化相对稳定，同时峰值出现的时间差也相对稳定。高压断路器机械性能在线监测最常使用的传感器是光电传感器，可实现物理信号向电信号的转化，同时记录脉冲信号，计算相应的速度与行程数据。
        3.2.2高压断路器触头寿命在线监测
        高压断路器触头寿命在线监测的原理可以理解为记录断路器断开和闭合过程中的数据曲线，统计电流通过开关前后的损失量，在此基础上与断路器额定损耗值相对比，综合判定触头的磨损量，最终以触头磨损情况判断触头寿命。
        3.3变电设备温度在线监测
        在线监测技术对变电设备温度的检测主要使用红外热成像仪和导线连接两种方式。其中导线连接分为固定式和可移动式，设备一旦出现接触不良，引起局部温度上升，进一步加剧接触位置的电阻，并引发局部放电。技术人员可将导电装置和开关相连接，如果内部温度超过设定值，则会触发自动报警，告知检修人员入场进行故障排除。相比而言，红外热成像仪工作原理更加简单，使用也更为灵活。
        3.4电能质量在线监测
        电能质量在线监测是在线监测技术智能化引用的一个典型案例，电能质量管理的原理分析如下：首先是通过电流、电压等多种电能指标的检测和数据收集，记录电力系统的运行状态，建立相应的工作日志；其次根据内置的各类信号范围，自动进行数据分析与分类，逐层分析电能质量；再次识别数据中的干扰信息并进行剔除，如干扰信号反复出现并且出现频率呈现上升趋势，则应按照故障进行处理；最终结合上述各类信号，综合评定电网系统运行质量，给出相应建议。
        结束语
        综上所述，在线监测技术能够大大降低监测的工作强度，提升监测质量，同时在线监测能够实现24小时实时监测，能够在第一时间发现和报告设备异常情况，并进行报警。该项技术在变电检修中运用，能够有效提升变电设备运行质量，提升电网运行安全系数。通过上文的分析可以看出，未来在线监测一定是向着更加智能的方向发展，借助于大数据和人工智能技术，实现变电检修的自动化和智能化。
        参考文献
        [1]闫帮国.基于变电检修中在线监测技术及其应用分析[J].电气技术与经济，2019(3)：33-35.
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        [3]张磊.变电检修中在线监测技术的应用[J].中国新技术新产品，2018(23)：34-35.