变电设备在线监测检修技术及状态评价

变电设备在线监测检修技术及状态评价

黄太斌

国网丹江口市供电公司  湖北省丹江口市  442700

摘要：由于变电设备种类多样且分布零散，以往采取的定期检修模式存在诸多弊端，例如无法实时掌握变电设备的状态、不能准确判断故障位置等，给检修作业增加了难度。基于传感器技术、通信技术和计算机技术的在线监测检修系统，以同步获取各台变电设备运行参数为基础，根据数据分析结果对变电设备状态进行评价，有助于找准养护、维修的重点，提高检修效率，保障运行安全。

关键词：变电设备；在线监测；检修技术；状态评价

一、在线监测技术在变电检修工作中的重要意义

在变电检修工作中，应重视在线监测技术这种新型技术的运用，且在线监测技术具有可靠性，其可靠性在实践工作中得到有效验证，对变电检修工作有重要意义。在线监测技术主要通过设备数据信息的获取，并利用先进的数字化技术实现数据的分析处理，对比设备正常运行时的数据变化，及时发现异常情况，实现对变电设备维修的精准监测。

变电设备运行质量的高低与其自身性能的优良紧密相关，一旦变电设备的性能出现问题，则会对变电设备的安全运行产生较大的影响，促使企业承受巨大的损失，为了减低变电故障问题所带来的影响，减轻企业所承受的损失，应充分意识到在线监测技术的优势，并且在变电设备的实际运行中，实现运行过程的全面监测，在故障问题出现的初期，立即采取维护措施，控制故障问题的发展。在相关试验中，在线监测技术表现出较高的可靠性，其对故障的监测结果与变电设备正常运行中存在的问题相一致，同时，在线监测技术可以实现设备运行的全面监测，及时发现潜在的问题，并能给予及时处理，实现变电检修工作效率的提升，大大减少变电检修资源的浪费。

二、在线监测技术在变电检修中的应用状况

（一）在线监测技术的研究和开发

到目前为止，许多知名高校在变电检修方面的在线监测的基本理论和技术的相关研究等各种课题的研究方向上没有投入足够的经费，没有全面认识变电工程的科研需求，对其没有做到相应的重视，导致在线监测技术的研究和开发不能够尽快进行，开发在线监测技术的项目被延后。尽管目前许多的高校和科研单位对变电工程及技术手段方面的理论研究比较重视，但缺少对变电系统设备和在线监测技术的现代化研究和开发。对在线检测技术进行研究和开发需要对变电设备的信息数据进行有效测定、记录和处理并对其进行有效分析。

（二）避雷器在线监测技术

氧化锌避雷器（MOA）常见故障有密封失效、热击穿、阀片处局部放电等。其在线监测技术有两种，分别是基于全电流的在线监测和基于阻性电流的在线监测。前者是将万用表与避雷器并联，实时采集避雷器两端的全电流。若实测电流超过额定电流的两倍以上，则认为是达到了安全警戒值，即进行报警。但是MOA具有非线性特性，受到高次谐波电流的影响，导致全电流监测结果经常失准。因此基于阻性电流的在线监测实用性更好。其监测原理为：在每个MOA下方安装一台监测器，实施采集阻性电流。将电信号经A/D转换器处理后，以数字信号输出并进入到计算机中。经过计算机的后台处理，在显示主机上展示结果。

（三）高压断路器机械性能的在线监测

在断路器设备故障中，总结故障原因时发现，机械性能被破坏是造成断路器设备损坏的主要原因，占比达到80%以上，因此在高压断路器设备的在线检测中，主要的工作是对机械性能进行监测，目前，所采用的在线监测方法有多种，不同的在线监测方法所采用的原理有所不同。其中操作过程中震动信号的随时监测原理主要是以信号的变化作为监测依据，且在分闸、合闸过程中，线圈的电流波形会发生变化，结合线圈电流波形的变化，达到机械性能的实时监测，机械性能稳定性与峰值高低、时间差有密切关系，要想实现峰值高低、时间差的相对稳定，应保障机械性能的稳定性处于较高的水平。工作行程的监测原理主要是以光电传感器实现，将连接后变化的物理量转换为相应的脉冲信号，利用计算机的录入功能实现数据信息的记录与整理，且通过对数据信息进行充分的计算，获取触头在工作过程中的速度，该速度可实现对主轴联动杆分闸功能、合闸功能的实时监测，进而实现对动触点的机械性能的监测。

（四）在线监测电流

通过操控对装置线圈的分闸和合闸能够帮助工作人员对监测装置的电流实施实时有效的监测。与此同时，霍尔元件也能够协助工作人员对监测装置测定出的电流波的各种数据，这种先进高效的电流传感器能够帮助监测人员充分合理地对电子装置监测到的变电系统中电流波的相关数据和情况进行分析，对变电检修工作进行在线实时的数据采集工作，记录真实有效的数据，对变电系统进行合理分析和诊断，能够有效发现并排除变电系统中存在的机械故障，以及时弥补变电系统工作中的缺陷。对变电检修工作进行在线实时的数据采集工作，记录真实有效的数据，对变电系统进行合理分析和诊断。

（五）其他设备检修中的在线监测

变电设备多安装于室外，且长期暴露在室外，受到外界环境因素的影响较大，尤其是绝缘子容易受到雨、雪等自然环境因素的影响，降低绝缘子的性能，即绝缘电阻逐渐下降。在外界环境因素的长期影响下，绝缘子可能出现断裂现象，对电网系统的供电安全产生负面影响。为了减轻对供电安全的负面影响，应利用在线监测技术实现对绝缘子性能的监测，促使绝缘子时刻保持良好的性能，进而实现电网的安全运行。在绝缘子在线监测中，主要采用电量测量方法、非电量测量方法，不同的测量方法所采用的原理不同，其中电量测量方法的原理在于脉冲电压、电流、绝缘电阻的监测；非电量测量方法主要利用红外监测、激光多普勒振动等监测手段实现。在绝缘子在线监测的实践工作中，应依据绝缘子实际情况，选取恰当合适的监测方法，实现对故障问题的高效诊断。

三、变电设备状态评价方法

（一）变电设备状态量的选择

根据变电站设备的运行特点和基本功能，将状态量分为两类：直接反映变电站设备核心功能的主要状态量和间接代表变电站设备基本功能的辅助状态量。以变压器为例，主要状态变量包括绕组电阻、顶部油温、套管介质损耗等；辅助状态量包括绕组绝缘电阻、油水含量、油箱温度等。对于SF6断路器，主要状态量包括分断短路电流次数、套管外绝缘、SF6气体泄漏等；辅助状态量包括压力表、金属零件等。

（二）状态量评价得分

定义每种变电站设备的状态数量后，应使用分配方法确定每种状态数量的最大允许扣除值。该值表示在不影响变电站设备正常运行的情况下允许的最差状态。以SF6断路器为例。在最大扣除值范围内，决定实际扣除值的因素是设备标准工况下状态量的测量值与正常值之间的差值。两者之间的差异越大，扣减值越高。由于状态量表达形式的不同，其得分扣除规则可分为定量状态量和定性状态量。其中，定量状态量包括区间型、损失型等。

四、结论

在现代科技技术的发展中，电力行业技术的发展也极为迅猛，在线监测技术是电力行业中的一个创新监测技术，在变电检修工作中能够发挥更大的作用，能够提升变电检修工作的效率，保证变电系统的稳定和高效性，有利于工作故障及时被发现，应用在变电检修工作中显得尤为适用。合理分析在线监测技术在变电检修工作中的应用，可以弥补变电系统工作中的缺陷，保证检修人员在事故发生的萌芽阶段及时采取有力的方案进行解决。通过监测和分析，延长变电工程的运行寿命，可以提高变电系统的运行效率和性能质量，降低变电工程的运行和检修成本，提高变电工程的安全和稳定。

参考文献：

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[2]万林,曾宇,冯洁.在线监测技术在变电检修中应用分析[J].中国战略新兴产业,2018(46):114,116.

[3]寇凯.在线监测技术在变电检修中的应用分析[J].建筑工程技术与设计,2020(19):504.