变电检修工作中在线监测技术的应用研究

吴军

摘要：变电站是我国电力系统的重要组成部分，随着智能电网工程的推进，物联网技术已成为变电站状态检修的主要手段，而变电检修中运行状态监测的核心技术则为在线监测技术，其能准确评估变电设备运行情况，针对检修计划的制定给出合理意见。基于此，为充分实现在线监测技术价值，本文探究变电检修中技术的具体应用，以为技术实践提供参考与借鉴。

关键词：变电检修;在线监测技术;技术应用

引言：在线监测技术是基于传感器以及自动化测量方式监测变电站设备运行状态、采集设备运行物理与化学参数的监测手段，技术可实现全天候不间断监测，使检修人员实时了解设备状态、预防严重故障。因此，可提高变电检修工作的事前预防价值，对维护变电站稳定、安全运行有着重大意义。

1 变电检修中在线监测技术模式分析

目前，变电检修中普遍采用的在线监测模式有以下几种：

以计算机为硬件设备的在线监测平台，其利用计算机、信息化技术展开设备监测与管理，可实现自动化监测，且计算机内设有数据库集中存储监测系统采集的变电设备运行信息、参数，便于统筹分析，科學落实调度与预警工作[1]。

以电气化技术为技术基础的在线监测平台，其利用电力设备的特殊性，可监测设备运行中温度、湿度等多项指标，经电子传感器将采集数据进行整合后传输到监控系统中，为检修工作提供数据支持。

自动化监测平台，其不仅能够自动化监控变电设备的运行状态、传输信息，也有着强大的故障预警功能，在检测变电站运行状态过程中，一旦发生故障，可自动识别故障类型、确定故障等级，做出对应预警管理，并快速提供预警报告，为检修人员提供故障位置等信息，提高检修工作效率，有效控制故障范围，避免影响扩大。

2 变电检修中在线监测技术的应用

2.1 变压器监测

变电器监测是在线监测系统的核心组成部分，其重点检测变电器油中气体变化情况，变电器故障时可通过分析油中气体成分检查故障痕迹、分析故障原因。如油过热问题，变压器油过热或油与纸同时过热都将导致故障发生，监测数据提示有频繁出现过热情况，则表示变电器存在较大隐患，应及时检修;异常放电故障，油纸绝缘局部放电、油中电弧、油中火花放电等均是故障表现，监测中发现任何一种情况，都预示变电器可能因局部放电出现烧毁或受火灾次生灾害影响，因此，此类故障表现频繁出现，预示变电器即将损坏，应组织检修进行更换;变压器油中进水或有气泡产生，表示油中混入水分、空气，影响油的绝缘性，出现更为严重的变压器油电离、乳化问题，可因绝缘失效变电器被击穿。以上故障发生后，通过在线监测系统采集的数据，配合真空法、透析法、顶空法等分析变压器油气体成分，了解故障痕迹，以提高故障处理效率[2]。

2.2 电容型设备监测

针对电容型绝缘结构电气设备在缺陷出现早期进行检修可预防故障发生，此类设备常见故障主要由绝缘受潮、绝缘被放电过电压击穿等，基于在线监测技术，利用三相不平衡法，当设备出现异常，三项不平衡电流中性点则出现不完全对称，监测工作受到杂散电流干扰，检修人员将三项不平衡电压调节至最小值，则可通过监测数据中电阻参数的变化判断缺陷。

2.3 断路器监测

断路器是变电站运行中的重点保护设备，常发生机械故障，其核心组件为操作线圈，利用具有测量电流功能的传感器，实时在线监测操作线圈电流波形，可及时发现断路器运行故障;在线监测中获取的12T累积量是判断断路器触头磨损情况的重要依据;监测与分析开关刚分、刚开接触压力以及连杆卡死、松动、断裂等不同情况下输出参数特性可反馈操作杆机械负载情况，辅助判断设备运行真实性能;断路器分合闸操作行程产生的时间特性曲线数据可反馈断路器机械运动情况与运动特性;监测操作线圈电流、电压波形数据，可直接判断是否发生拒动或勿动故障;通过体外监测获取振动信号可提供丰富的断路器运行状态信息，便于判断高压开关机械系统运行状态[3]。

2.4 电能质量监测

目前国家高度关注电能质量问题，在线监测技术的应用对提高电能质量有着重要意义，在线监测可获取不同种类评估电能质量的指标，并自动化实时更新，检修过程中分析汇总的数据，结合电力系统运行情况进行电能质量动态分析，以便及时作出针对性调整;并且可以综合分析独立指标的详细特征，分层检测电能质量，对电能质量问题进行科学诊断，提供指导改善电能质量、处理电网污染问题的科学数据。

2.5 主设备绝缘监测

变电设备故障中，绝缘事故是仅次于机械故障发生率排名第二的常见故障，故障发生的主要原因是设备内进水受潮、绝缘性能下降，内部带电体朝外壳放电，随着设备使用时间的延长，绝缘事故发生率也对应上升，除加强巡逻、检修外，在线监测技术的应用能够最大程度发挥预防作用。将绝缘监测装置安装在主设备内，监测绝缘性能、运行状态，可及早更换老化绝缘、减轻对外壳放电隐患，且可根据绝缘特性的变化进行极限故障参数预报警、报警。监测中获取的参数变化趋势反馈绝缘的健康状态，其变化速度异常与趋势异常都可成为诊断绝缘事故的依据，当有异常趋势出现，则提示绝缘性能下降，及时作出处理，可减少停电时间、降低故障发生几率[4]。目前在线绝缘监测装置主要应用在110kV以上电力系统中，可监测电流互感器、变压器、避雷器等主设备的绝缘运行情况，在具体安装中无需改变设备高压设备原有接地方式，可准确测量电容型绝缘设备介损、电容量及已泄露电流，监测避雷器阻性电流参数与全电流参数。

2.6 高压设备温度监测

高压设备温度变化主要由导电连接固定接触与可动接触导致，因变电系统运行环境复杂，多种原因均可导致接触不良，如机械振动导致接触点温度升高、触动烧蚀导致接触点温度升高，温度升高后接触位置发生氧化，增加接触电阻，致使温度持续升高，最终造成局部熔焊、电弧放电、火花等情况，危及周围绝缘材料，损坏电气设备[5]。因此，高压设备温度参数也是一项重要监测指标，设定温度最高阈值，温度超过阈值上限后系统发出报警，及时检修处理，可预防重大事故发生。

目前，对高压设备温度的监测主要通过两种方式实现，其一应用电工功能材料，即高分子正的电阻温度系数热敏材料，电阻率可随着温度变化呈现出非线性特征，准确反馈设备实际温度，确保温度超出预警后立即通知检修人员，反馈准确情况;其二为红外热像仪，其诊断准确，即使在高压断路器中应用也能够准确监测导电回路电阻值，根据传输数据可准确诊断开关触头情况，当接触不良发生，接触电阻增加使热耗损功率也随之上升，在高温环境下红外热像仪同样性能灵敏，及时准确检出温度升高情况，便于检修人员了解高压设备状态。

结束语：

综上所述，变电检修中在线监测技术的应用为工作开展提供了极大便利，有效预防设备故障、安全风险，为变电站安全、稳定运行提供坚实的技术保障;且更为突出的价值是，在线监测技术可将反馈设备运行状态的数据集中整理、分析，为高效、科学处理故障提供参考，提高变电检修效率、质量、可靠性。因此，应充分利用在线监测技术功能与价值，优化与改进变电检修工作，维护电力系统稳定、安全、可靠运行。

参考文献：

[1]张宇.在线监测技术在变电检修中的应用分析[J].电子技术与软件工程，2020（23）：228-229.

[2]顾海滨，黄敏.在线监测技术在变电检修中的应用[J].电气传动自动化，2020，42（06）：28-30.

[3]田嘉瑞.电力系统变电设备在线监测技术应用研究[J].现代工业经济和信息化，2020，10（10）：97-98.

[4]殷峰，李刚，石小帅.在线监测技术在变电检修中的应用分析[J].机电信息，2020（20）：90-91.

[5]黄伟光，孙玮祎.在线监测技术在变电检修中的应用分析[J].南方农机，2020，51（09）：227.