摘 要：通過結(jié)合實(shí)踐，提出電網(wǎng)電氣設(shè)備在線監(jiān)測的相關(guān)技術(shù)，同時(shí)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備中在線監(jiān)測平臺(tái)的一些問題進(jìn)行探討，最后對(duì)電網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)設(shè)備;在線監(jiān)測;監(jiān)測平臺(tái)

1. 概述

通過對(duì)電網(wǎng)設(shè)備采取監(jiān)測可有效地防治電力的中斷，結(jié)合實(shí)踐，筆者總結(jié)了目前對(duì)于電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測主要是針對(duì)三個(gè)方面：(1)在工作條件下正常磨損和老化是否造成的電力公司設(shè)備損壞;(2)外部事故或故障是否造成的設(shè)備停機(jī);(3)外部影響消失產(chǎn)生的暫時(shí)系統(tǒng)擾動(dòng)，如雷擊引起的線路接地故障。通過對(duì)以上方面采取監(jiān)測，有效地支持對(duì)設(shè)備實(shí)際狀況的評(píng)估，同時(shí)可以清晰地預(yù)估已監(jiān)測到的問題的進(jìn)一步發(fā)展以及損壞的可能性。而目前隨著無人值守電網(wǎng)的應(yīng)用以及設(shè)備狀態(tài)檢修工作的推進(jìn)，對(duì)電網(wǎng)設(shè)備直接采取在線監(jiān)測而避免現(xiàn)場監(jiān)測的麻煩已越來越受到設(shè)備管理者的重視。針對(duì)此，本文也著重探討電網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測。

2. 電網(wǎng)變電站主電氣設(shè)備監(jiān)測

2.1 變壓器在線監(jiān)測

對(duì)電網(wǎng)設(shè)備中的變壓器采取在線監(jiān)測主要是檢測變壓器絕緣的放電狀況，以有效地提前發(fā)現(xiàn)變壓器中存在的潛伏故障，從而作出警示以有效防治事故的發(fā)生。通過結(jié)合實(shí)踐，目前對(duì)于電網(wǎng)變壓器的在線監(jiān)測主要是針對(duì)：繞組溫度多點(diǎn)測量;鐵心溫度測量;油量、油位、油溫測量;繞組輸入(輸出，電壓、電流、有功、無功監(jiān)視;絕緣分解物測定;內(nèi)部局部放電量檢測和位置判斷;冷卻系統(tǒng)檢測。

而監(jiān)測變壓器的以上內(nèi)容目前主要采用的監(jiān)測分析技術(shù)有四種：(1)油中氣體分析法，該監(jiān)測技術(shù)是含油設(shè)備絕緣監(jiān)測最常用的方法之一。由于設(shè)備內(nèi)部不同的故障會(huì)產(chǎn)生不同的氣體，通過分析油中氣體的成分、含量和相對(duì)百分比，就可達(dá)到設(shè)備絕緣診斷的目的，典型的油中氣體如h2、co、ch4、c2h6、c2h4和c2h2等常被用作分析的特征氣體。(2)局部放電法，該監(jiān)測方法主要常用的局部放電檢測方法有聲學(xué)檢測，光學(xué)檢測，化學(xué)檢測、電氣測量等。局部放電既是設(shè)備絕緣系統(tǒng)老化的征兆，也是造成絕緣，老化的重要機(jī)理。(3)頻率響成分析法，該監(jiān)測方法是作為用于檢測變壓器繞組有無變形的有效方法。繞組機(jī)械位移會(huì)產(chǎn)生細(xì)微的電感和電容的改變，而頻率響成分析法正是通過細(xì)微的變化來達(dá)到監(jiān)測變壓器繞組狀態(tài)的目的。(4)油/紙的濕度檢測法。過多的含水量不僅降低絕緣強(qiáng)度，而且引起局部放電。同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致高溫時(shí)產(chǎn)生發(fā)泡。

2.2 電容型設(shè)備監(jiān)測

電網(wǎng)中的電容型絕緣設(shè)備包括耦合電容器、電容型電流互感器、電容型電壓互感器及主變壓器的電容型套管等。對(duì)其采取在線監(jiān)測，當(dāng)監(jiān)測結(jié)果超出正常范圍時(shí)發(fā)出預(yù)警，這樣可及早發(fā)現(xiàn)潛伏的故障，避免發(fā)生嚴(yán)重事故。

信號(hào)取樣及測量是電容型設(shè)備在線監(jiān)測的關(guān)鍵技術(shù)，其直接影響到設(shè)備使用的安全性和監(jiān)測的有效性，電流信號(hào)的取得通常有以下 2 種方法：(1)在電容型設(shè)備末屏接地線以穿芯方式接入電流互感器，從而感應(yīng)出末屏接地電流信號(hào)。(2)將電容型設(shè)備末屏接地?cái)嚅_，串入電容分壓單元進(jìn)行末屏電流的取樣。對(duì)于電容型設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)來說，其施加電壓和測量方式的不同，或者設(shè)備運(yùn)行方式的變化，都都會(huì)監(jiān)測數(shù)據(jù)構(gòu)成偏差，造成在線監(jiān)測數(shù)據(jù)與停電試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間存在差異，兩者之間通常沒有絕對(duì)的可比性。 近年來，相對(duì)比較判斷法逐漸被人們所認(rèn)識(shí)和接受，采用這種相對(duì)比較判斷法可有效削弱外部因素影響，同時(shí)有效地提高絕緣狀態(tài)診斷結(jié)果的可靠性。

2.3 高壓斷路器狀態(tài)監(jiān)測

高壓斷路器狀態(tài)監(jiān)測項(xiàng)目是根據(jù)多年來運(yùn)行故障統(tǒng)計(jì)確定的，根據(jù)多項(xiàng)統(tǒng)計(jì)看，電網(wǎng)設(shè)備中的機(jī)械故障，如包括操動(dòng)機(jī)構(gòu)及控制回路占全部故障的70%-80%，而對(duì)于其他滅弧、絕緣故障則占較小比例，尤其是發(fā)熱故障則所占比例更低。對(duì)電網(wǎng)設(shè)備中的高壓斷路器采取在線監(jiān)測，主要是監(jiān)測該設(shè)備以下幾方面內(nèi)容：(1)監(jiān)測合(分)閘線圈控制回路是否完好;(2)監(jiān)測合(分)閘線圈電流、電壓，線圈的電氣完整性、連續(xù)性，反映二次系統(tǒng)狀態(tài)，間接反映結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)性能;(3)監(jiān)測斷路器動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)特性，反映斷路器行程(與滅弧、絕緣性能有關(guān))、過行程(與緩沖器性能有關(guān))、斷路器運(yùn)動(dòng)速度(與滅弧性能有關(guān))等;(4)監(jiān)測合閘彈簧機(jī)構(gòu)的彈簧壓縮工作情況;(5)監(jiān)測其機(jī)構(gòu)部分有無卡滯、機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)零件有無脫落、緩沖器性能及運(yùn)動(dòng)過程中有無非正常碰撞等。

2.4 變壓器局部放電在線檢測裝置

目前對(duì)變壓器局部放電采取的在線檢測技術(shù)主要有超聲法、超高頻法和脈沖電流法。但是鑒于局放信號(hào)很微弱而且頻譜很寬，對(duì)于現(xiàn)場干擾大而淹沒在干擾之中造成難以準(zhǔn)確測得，因此抗干擾是局放在線檢測的關(guān)鍵技術(shù)。對(duì)于最難去除的隨機(jī)型脈沖干擾，目前采用雙傳感器定向耦合，并通過軟件進(jìn)行脈沖極性、時(shí)延、幅值等鑒別，可取得較好的效果。

3. 電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測平臺(tái)

對(duì)電網(wǎng)設(shè)備采取在線監(jiān)測，有效地方便了設(shè)備管理人員到現(xiàn)場監(jiān)測的煩瑣性，但是要實(shí)現(xiàn)真正的電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測，必須有其監(jiān)測平臺(tái)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳送等操作。

為了實(shí)時(shí)電網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測及其監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳送等操作，在線監(jiān)測平臺(tái)應(yīng)當(dāng)包括實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)和針對(duì)具體監(jiān)測對(duì)象的一系列功能模塊。通過平臺(tái)采取實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)，直觀地查看系統(tǒng)當(dāng)前所監(jiān)測的電網(wǎng)設(shè)備的報(bào)警情況、監(jiān)測電網(wǎng)設(shè)備本身是否正常工作。同時(shí)針對(duì)具體監(jiān)測設(shè)備的模塊包括：實(shí)時(shí)曲線、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)列表、實(shí)時(shí)事件，以及相關(guān)聯(lián)的歷史數(shù)據(jù)、基本資料(包括一次設(shè)備臺(tái)賬、試驗(yàn)報(bào)告)、診斷分析(包括通用分析和廠家算法)。當(dāng)選擇監(jiān)測某個(gè)電網(wǎng)設(shè)備后，可實(shí)時(shí)從監(jiān)測系統(tǒng)中采集到電網(wǎng)設(shè)備的監(jiān)測數(shù)據(jù)，包括電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)、報(bào)警數(shù)據(jù)、故障信息等，然后采取曲線、列表、模擬圖等多種數(shù)據(jù)展示方式。 同時(shí)，為了便于用戶分析問題，提供該監(jiān)測對(duì)象對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備的臺(tái)賬和預(yù)試 (包括交接、色譜等) 試驗(yàn)報(bào)告。 還可以查看對(duì)應(yīng)一次設(shè)備的歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)， 提供歷史監(jiān)測數(shù)據(jù)的趨勢圖。 針對(duì)某些特定種類的設(shè)備，系統(tǒng)還提供診斷算法，包括通用算法和廠家算法，如對(duì)色譜監(jiān)測，可以使用三比值法和廠家提供的抓峰模塊等進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

在線監(jiān)測周期設(shè)定，采取在線監(jiān)測平臺(tái)，如果發(fā)現(xiàn)一次電網(wǎng)設(shè)備存在疑似故障時(shí)，往往需要改變在線監(jiān)測設(shè)備的監(jiān)測周期，提高監(jiān)測的采集頻率，如多組份色譜監(jiān)測一般每天測一次，當(dāng)發(fā)現(xiàn)疑似的問題時(shí)可能需要改為每小時(shí)測一次以進(jìn)行跟蹤。本模塊就提供了這樣的功能，用戶可以直接在 Web 頁面上查詢、設(shè)定、修改各個(gè)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測周期。

4. 電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測發(fā)展趨勢

根據(jù)當(dāng)前的整體技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件，要想把全部設(shè)備改為狀態(tài)維修，對(duì)國內(nèi)大部分的電力企業(yè)來說，還有很多困難。因此在大部分電力企業(yè)目前仍沿用預(yù)防性維修為主體，輔以事后維修、狀態(tài)維修的檢修模式。因此對(duì)于電網(wǎng)中的電力設(shè)備進(jìn)行局部放電監(jiān)測，采用高頻和特高頻監(jiān)測頻段;在線監(jiān)測電力變壓器油中溶解氣體組分的方法：氣相色譜法的優(yōu)點(diǎn)是能夠?qū)τ椭腥芙獾母鞣N氣體含量進(jìn)行定量分析。它的缺點(diǎn)是環(huán)節(jié)多，操作復(fù)雜，技術(shù)要求高，試驗(yàn)周期長等。因此這種方法通常用于主要設(shè)備的定期檢查(例如半年一次)，由熟練的專業(yè)人員在試驗(yàn)室里操作。而在兩次定期分析的間隔期內(nèi)，變壓器內(nèi)部狀況的變化就不能被檢測到。

5. 結(jié)語

鑒于電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為電網(wǎng)設(shè)備的安全運(yùn)行帶來積極作用;通過結(jié)合筆者實(shí)踐，探討幾種電網(wǎng)設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)，為其應(yīng)用進(jìn)一步積累經(jīng)驗(yàn)。

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