在线监测技术在变电检修中的应用分析

发表时间:2021/6/4   来源:《科学与技术》2021年2月第5期   作者:尹宪明 张晓栋 俞晓翔
[导读] 在电力系统运行过程中,变电检修是其中的重要环节,在现在信息技术的推动下
        尹宪明 张晓栋  俞晓翔
        国网胶州市供电公司 山东青岛 266300
         
        摘要:在电力系统运行过程中,变电检修是其中的重要环节,在现在信息技术的推动下,变电检修管理与相关监测工作的智能化水平越来越高,其中,在线监测技术的应用尤为普遍。在实际检修工作中,科学运用在线监测技术,能够极大的提升检修工作的计划性、针对性与有效性,从而提升检修工作效率。因此对在线监测技术在变电检修中的应用进行分析具有十分重要的现实意义。
        关键词:变电检修;在线监测技术;应用
        
        1在线监控
        在线监测指的是在状态检修时,运用各类传感器与测量方式对可以反映出电力设备工作状态的一些化学、物理参数进行监测。在线监测的主要目的是通过这些数据,分析监测设备是否正常运行。在线监测主要通过实时监控的方式进行,主要包括重点维护性监测和日常保护性监测。其中,重点维护性监测指的是通过实时监控或定期检查,监测设备的缺陷,避免严重故障的发生。日常保护性监测,则主要通过对设备实时运行的参数进行监测,并在易发生故障处设置专门的传感器,以便实时反映设备的工作情况,一旦出现问题则及时预警进行检修。
        
        2在线监测的内容
        在线监测的主要内容包括:对信号的监测、对传感器的数据采集、数据处理。详细工作内容是:通过布置在设备上的各类传感器(光、温度、振动、语音等)来监测设备的各类物理、化学参数,并将这些数据通过网络传输、信号转化,通过信息处理技术进行采集和处理,最后将信息传输到中控室监控主机的服务器内。其传输载体一般是光纤或电缆。国内常用的在线监测系统分别是集中式在线监测系统和分散式在线监测系统。其中,集中式指的是将监测信号通过光纤全部传输到中控室控制主机的在线监测屏上,进行集中式的监测。这种监测方式可以迅速实现对所监测信息的分析和处理,并可以设置成巡回自动监测方式。监测人员待在中控室,就可以监控变电站所有电力设备的运行工作情况,其监测方式较为灵活,监测的容量大,便于开展设备运行状态分析、诊断。分散式指的是运用专门的测试装置,在每个需要监测的电力设备附近获取设备上所有传感器的数据。这种监测方法可以就地测量,结构简单,不需要通过光纤传输,便于推广。
        
        3在线监测技术在变电检修中的应用
        3.1变压器检修的在线监测技术应用
        3.1.1油中气体的在线监测
        对油中气体实施在线监测,即是要对气体构成和浓度进行监测与分析,监测过程如下:油中存在固体形态的绝缘材料,变压器在运行过程中产生的电压,会对这些绝缘材料产生一定的作用,综合其他因素的影响,会进一步发生变质,裂解后就会产生多种气体。对油中的气体进行在线监测,进而对气体含量以及生成速率进行分析,得到相应的故障诊断结果,如变压器是否发生过热性或放电性故障等,进而优化故障维修方案。在对油中气体监测的过程中应用在线监测技术,具有连续性与实时性的应用优势,能够及时发现设备当中的潜在问题,应用价值十分显著。
        3.1.2变压器绝缘的在线监测
        对变压器绝缘进行在线监测能有效保证变压器运行的安全性与可靠性,对于变压器绝缘性能的劣化而言,它是一个进行缓慢的潜伏性故障。变压器绝缘性能的在线监测,可以连续监测有关绝缘性能的参数,如泄漏电流与环境温湿度等,以此为依据对绝缘情况进行评价。
        3.1.3局部放电的在线监测
        局部放电不仅是设备绝缘出现老化的前兆,还是加剧绝缘老化的诱因。统计表明,使变压器运行可靠性下降的关键因素就是变压器绝缘出现劣化。通过对变压器油中气体的监测分析能从一个角度对局部放电进行反映,而开展专门的局部放电监测,则是进行设备状态监测工作的基本要求,放电量及放电的模式能折射出很多故障。

目前,局部放电检测主要有以下常用方法:声学局部放电检测、光学局部放电检测与化学检测等,其中以声学检测法居多。它是指在变压器外部安装声学传感器,由于传感器对放电所产生的信号十分敏感,所以能准确测出放电具体位置与信号。
        3.2断路器检修的在线监测技术应用
        3.2.1触头电寿命在线监测
        触头电寿命在线监测是通过借助在不同开断电流条件下的磨损曲线,对每次发生电流开断时的电磨损进行累计,而断路器容许电磨损的总值根据它的额定短路开断电流与容许开断满容量次数进行确定,将触头磨损的累计值作对其电寿命进行判断的主要依据。
        3.2.2机械性能在线监测
        目前,断路器的机械性能监测可分为行程监测与速度监测,以及操作时的振动信号实时监测几种。其中,操作时的振动监测是指将振动信号变化作为依据,同时结合分、合闸线圈电流波形,对机械性能进行判断。如果断路器的机械性能较为稳定,则其振动波形中的峰值大小与时间差都是保持在稳定状态的。对于振动信号是否出现变化,需将分、合闸试验结果作为特征波形,然后将其与后续得到的波形作对比,以此来评价机械性能。行程与时间监测均是利用光电传感器,使持续发生变化的物理量转变为电脉冲信号。此时,对脉冲数量进行准确记录,以此测量动触头的全行程运行参数;另外,对脉冲产生时间进行记录,通过计算得出动触头在运行时的速度,包括平均速度与最大速度,由此可以测量出主轴连动杆具有的分、合闸特性,也就是动触头的机械特性。对储能电机的启动次数及负荷电流进行监测能反映出负载实际工况,也可用于电机运行是否正常的判断,并为液压操作机构是否达到要求的密封效果的评价提供依据。
        3.3其它设备检修的在线监测技术应用
        3.3.1高压电缆
        高压电缆的绝缘材料主要使用的是交联聚乙烯,其具有良好抗热变形能力与电气性能,但在劣化以后会形成水树,容易破坏绝缘或造成击穿。对于高压电缆而言,其带电在线监测实际上是劣化诊断,常用的方法有直流成分法、直流重叠法与复合判断法等。
        3.3.2电容型设备
        电容型设备绝缘性能的在线监测是指对设备泄漏电流、电容电流及介质损耗进行实时监测。依靠带电检测装置,对运行中的设备绝缘性能参数进行准确检测,可实现对设备绝缘缺陷的早发现、早处理。
        3.3.3绝缘子
        绝缘子在长期运行中由于长时间受到外界因素的影响,如风雨、温度变化和机电负荷等,其绝缘电阻容易降低,严重时还会出现开裂与击穿,直接危及供电的安全性与可靠性。同时,由于绝缘子的在线监测在安装位置等方面存在一定特殊性,所以始终是一个难点。目前在绝缘子的在线监测领域,出现了非电量测量与电量测量两类方法。其中,非电量测量包含红外检测、超声波检测与激光多普勒振动等方法,而电量测量包含脉冲电流、电压分布检测与绝缘电阻等方法。实践表明,以上方法适用于不同的情况,且各具优劣势,可很好的满足复杂情况下绝缘子的在线监测与故障诊断要求,因此需要根据实际的情况进行选择,从而保证测量的合理性。
        
        4结束语
        在变电检修中,在线监测技术的应用通过对变电设备运行状况的监测,收集相关数据信息,并对这些数据进行分析和管理,从而为变电检修工作的开展提供依据,提高了变电检修的工作效率,保证了电能质量,在确保我国电力系统安全运行方面发挥着重要作用,使电网能够更好的我国经济社会发展和人们生产生活提供电力服务。

        参考文献
        [1]谢斌阳.变电检修中在线监测技术及其应用研究[J].电子世界,2017,(12):160.
        [2]陈坚.变电检修工作中在线监测技术的应用研究[J].山东工业技术,2016,(15):152-152.
        [3]蔡昱炜.在线监测技术在变电检修中的应用[J].科技视界,2018(19):39-39.
        
       
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