变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的应用

王艺璇 郭净天

摘要：近年来，我国的电力工程建设的发展迅速，随着科学技术的快速发展，我国电力系统向高电压、大容量、智能化发展已经是必然趋势，所以电力系统对安全可靠性指标的要求也变得越来越高，电网设备在线监测及带电检测是指在设备运行状态下，通过监测或检测装置直接获取设备状态信息从而对设备健康情况进行科学判断，与传统巡检和停电试验相比，其在发现设备潜伏性运行隐患方面具有显著优势。变电设备的状态检修、电网设备运行的可靠与安全性以及相应的设备事故的发生预测性和如何更好的延长设备使用与利用的时限的这些问题越来越突出。为解决这些问题，通过对变电设备在线监测及带电检测存在的问题进行大数据分析与研究，从而找到在线监测及带电检测技术在电网实际运用中的不足与缺陷，提出更为有效的改进措施和对策，以便能更好的提高电网设备运行的稳定性、安全性与可靠性。

关键词：变电设备;在线监测;带电检测技术;电网应用

1当前我国变电设备在线监测及带电检测技术在电网中的现状分析

状态检修是根据状态监测和诊断技术提供设备状态信息，结合采用先进技术手段对设备状态的健康和故障发展趋势做出评估来判断设备的异常，预测设备可能发生的故障，根据设备的健康状态制定检修和维护策略。变电设备在线监测及带电检测技术是开展状态检修工作的基础。通过持续、规范的设备跟踪管理，对各种离线、在线监测数据进行综合分析，才能准确掌握设备实际运行状态。我国在这一方面的探索和研究相较于国外起步较晚，发展较慢，尽管研究一直没有停止，但仍存在许多问题。不同厂家的电气设备种类复杂繁多、结构各异，电网网架结构和所处环境存在较大差异，在线监测及带电检测项目各不相同，采用的带电检测与在线监测技术也有较大差异。但我国也一直在加大技术推广力度，争取与世界保持同步。当前应用相对成熟的在线监测及带电检测技术有变压器油色谱分析、红外热像检测技术、接地电流检测技术、局部放电检测技术等。变电设备在线监测及带电检测技术适合我国电力生产管理模式和经营模式，因此在智能电网设备状态检修模式中重要性日趋显著。

2变电设备智能化在线监测系统设计

电网的智能化管理过程离不开对变电设备运行状态的实时监测，通过对实时获取的变电设备数据进行处理和分析实现对电力资源的合理调配过程，为提高电力资源利用效率及故障监测处理等提供参考。整个电网工作安全与效率同变电设备的正常运行密切相关，目前电网运维过程中易出现多因素导致的变电设备故障，如果没有得到及时有效的预防和处理将会不同程度的影响到电网的安全可靠运行，目前国内针对变电设备的监测方法普遍存在着监测精度、稳定性、传输速度、经济投入等方面的不足，限制了全方位的实时监测功能的实现，影响了区域供电的可靠性。

2.1红外热成像和暂态地电压检测技术

（1）红外热成像检测技术目前在电力系统中应用相当广泛，主要应用于变电电气设备因电阻损耗和介电损耗等多种原因引发的局部发热的发现和诊断，但其也有不足，若故障发生位置和设备表面距离较远，则使用该技术检测效果较差。（2）暂态地电压检测技术在实操过程中需要采用专用检测设备，主要检测开关柜、环网柜等部位，通过安装在被检测部位的传感器获得一定的電压时间差，从而确定局部放电发生的具体位置，并对放电的强度、频率等进行监测。暂态地电压及局部放电强度与衰减程度、局部放电位置、被测设备的内部结构和被测设备的外部缝隙等有直接关联。

2.2电力变压器在线监测技术

电力变压器在线监测技术主要有以下几种：变压器绕组热点温度在线监测技术，变压器绕组变形在线监测技术，变压器铁芯多点接地在线监测技术，变压器油色谱在线监测技术等。在电力系统中，油测量、气体测量、放电测量、开关检测、回路检测、机械质量检测等都是在线监测和状态检修的主要内容。变压器绕组热点温度在线监测技术主要利用紫外成像与红外成像技术，在线监控变压器在运行过程中的内部温度，了解变压器在制热性与电压上的不足;绕组变形在线监测采用振动信号分析法，根据信号的变化监测绕组变形和铁芯等构件的松动故障;铁芯多点接地在线监测技术通过对接地电流的检测判断铁芯接地故障;变压器油色谱在线监测技术则是通过对故障中产生的气体进行监控的研究，有效对变压器潜在隐患发现出来，提前对变压器安全隐患进行预防。

2.3常见的检修方式

变电设备状态检修主要包括以下 3 种检修方式。①事故检修方式。該检修方式是指当事故发生后，对变电设备实施进行检修，仅能实现弥补性维修。在对变电设备事故进行检修的过程中，若电力设备规模相对较小，事故仅对电网造成局部性影响，且用户未对用电质量提出较高要求，可采用该检修方式。当前，电网规模日益扩大，且自动化程度显著提高，变电设备故障会严重阻碍电网的正常运行。另外，用户对用电质量提出了较高要求，事故检修方式呈现显著的滞后性。②定期检修方式。该方式是指将变电设备呈现的运行情况作为依据，对变电设备实施等级划分，并制订具有较强针对性的检修计划，对检修周期进行科学设定，定期对变电设备进行检修，实现对设备事故的有效预防。此类检修方式有助于准确掌握变电设备的运行状态，但可能引发对变电设备的重复和过度检修。③状态检修方式。该方式是指借助先进性较强的监测技术，实时监控变电设备相应的运行状态，并对其进行科学评价，实现对变电设备实时运行状态的全面掌握，并在此基础上采取有针对的检修措施。

结语

综上所述，随着科技水平和检测技术的不断进步，我们应提高变电设备在线监测及带电检测装置的抗干扰性、稳定性，通过相应的管理优化，从而提高在线监测及带电检测装置在电网中的推广和应用，提高运行维护水平，保证电网运行的安全与可靠性。

参考文献

[1]张晓春.输变电设备在线监测技术在云南电网的应用[J].云南电业，2015（09）：11-15.

[2]赵建洲，尚耀辉，王宁，刘亚亚.一种具有不平衡电流保护功能的电流互感器[J].电力电容器与无功补偿，2017（04）：89-91.

国网山东省电力公司青岛供电公司，山东青岛 266000