电力系统变电设备在线监测技术应用研究

高功斗

摘 要：随着科学技术不断进步，我国变电设备在线监测技术持续发展。本文简要分析了变电设备的三种故障，然后在线监测技术进行了阐述，最后汇总了常见的五种具体技术应用，以便根据各种故障做出准确判断，提供分析思路，以供参考。

关键词：电力系统;变电设备;在线监制

引言：这些年来，各个行业的不断发展，电力技术也在逐步完善。变电设备监测技术的提高，能够使电力更稳定，提供大量电力。电力系统变电设备在线检测技术的构建，使我国的电力系统不仅正常运行，还高效安全。现阶段，对于变电设备的实时监测，可以使其得到更好的发展。

1变电设备的故障

1.1绕组故障

变压器一经绝缘击穿就会发生绕组故障，故障造成绕组的短路和接地故障，股间短路故障，由故障导致的变压器过热或油温增高，使电阻失衡发出声响。发现绕组匝间短路会影响调查与测试结果，使其出现偏差，损坏绝缘，引起更为严重的并间短路等故障。发生故障会让变压器受到较大的损害。

1.2铁芯缺陷

绕组与铁芯是变压器传递链接部件，铁芯运行过程中也会出现变压器故障。现对铁芯故障的两种情况作出阐述：第一是变压器正常时，由于电容分布不均，使铁芯无法接地，呈悬浮状态，一定数量后，局部过热，烧毁铁芯;第二是铁芯内部多点接地，运行过程中叠片距离过近，构成新的闭合回路，阻断变压器内部，无法释放热量，致铁芯损坏破坏力惊人，最后造成了不良事故。

1.3分接开关故障

变压器邮箱上有放电声，电流不稳，造成电流击穿现象是分接开关故障，表现为有载分接开关故障和无载分接开关故障。变压器不够精良和长期使用会发生这种故障，一旦发生事故情况会十分严重。

2在线监测技术概述

在线监测由电力设备、传感器、信号调理、数据采集、信号传输等构成监控系统，由信号传输系统到数据采集系统后，经过处理和诊断系统集成操作实时监控电力设备的运行状态，并根据实时数值观察变压器存在的问题。在线监测技术的优点是灵活可靠，监测参数多，功能齐全，有效提高了电力系统的工作效率。电力系统领域大量利用在线监测技术，满足电力设备的充足需求，实现了一套完善的检测系统[1]。

3电力系统变电设备常用在线监测技术

3.1油色谱在线监测技术

它是将控制技术、测量分析技术于一体，精密的来测量变电设备，变电器的容量、电压，实时在线监测记录数据。该技术能在电力设备运行时，及时、准确检测出变压器的潜藏问题，挖掘出绝缘油中溶解的各种故障气体的特征浓度及气体变化趋势，这些气体包括氨气、氧气、一氧化碳、二氧化碳等。通过这几种气体来判断变压器的故障方面，找到问题，及时解决不良隐患，找出变电系统、变电设备的不安全性。在线监测技术的自动监测，实时监控，能实现完全在线监测，准确找出源头问题，便于及时维护，预防出现问题。相对于其他该类型的技术，油色谱在线监测技术软件系统先进，准确率高，操作方便，使用寿命长，效果也更好。

3.2铁芯多点接地监测技术

在正常运行环境下，变压器铁芯在碰到之后会出现接地情况，接地会产生电流，接地电流存在于铁芯内部，在它运行过程中，通过观察电流的数值来判断接地引线中有无电流。电流的数值大小往往是非正常接力点所决定的，铁芯多点接地监测技术通过观察数值情况，结合现场环境，判定数值变化是否已经要发出预警或给予警报，铁芯多点接地监测技术由无线收发模块、通信接口、接地电流模块组成。当有铁芯多点接地问题故障时，先局部放电在线监测诊断系统，然后进行探测，看有无声响，有无其他异常情况，取得大量数据后，判断故障问题后，记录相关信息和数值，及时的做好反馈，避免发生安全事故。

3.3热点温度在线监测技术

这种监测技术包括热模拟测量法、直接测量法和间接计算法。用电需求大对变电设备的需求很高，导致变电设备因温度逐步增高而发烫损毁，这时就需要用监测仪表来根据变压器的温度进行记录分析，规定出详细的数值依据，一旦发生故障情况，能及时立即维修，避免安全事故的发生，同时积累经验，根据数值依据合理避免故障和事故的发生。近年来，有的变压器数值波动大，但趋于规定值，也发生了发热发烫，造成无法检测，不能维修直接失去，不仅机器损失严重，还有可能发生火灾事故和大规模停电事故，危害巨大。在生产和设备上的技术应用，合理地避免了火灾事故的产生，利用紫外成像技术和红外成像技术捕捉信息和数据，改善了变压器的不稳定性，完善了监测，更好适应需求。

3.4电缆局部放电监测技术

3.4.1概念和特征

部分放电是一种局部放电，局部放电是绝缘体中只有局部的区域发生的放电，并没有贯穿施加电压的导体之间，若没有导电通道就没有绝缘介质，间隙处将产生缺陷，长时间的空隙承受着局部放电导致绝缘层腐蚀，绝缘介质出现严重损坏，最终导致损坏和故障[2]。所以不能将这种缺陷长时间放置于局部放电环境中。电缆局部放电监测技术重在塑造电力系统，优化变电设备，加强对周边的监测并记录，根据数据和测量实施检修，从而降低事故的发生频率和次数，减小故障损失，减轻损坏。

3.4.2在线监测局部放电的方法

（1）常规脉冲电流法：脉冲电流法在国际上应用最为广泛。脉冲电流法在变压器释放过程中产生电脉冲，通过采集的电流信号测量变压器，查看传感器，对其内部的局部电流进行监测分析。当内部放电发生时，观察电荷的移动状态，是否随之移动，有没有形成回路。使用脉冲电流，通过实际测量，完成局部放电结果的监测。脉冲电流法在线测量监测往往使用低频段，范围值準确。常规脉冲电流是最直接的实验方式，好操作，更加普遍，以测量灵敏度高，受干扰小来获得局部电量。

（2）超声波探伤法：超声波探伤是利用超声透过局部放电进入金属材料来测试数值、大小、位置是否有缺陷。在监测过程中，超声波通至内部，将监测数据传输到电气设备外，根据这些来判断位置和大小。局部放电下的超声波法频带在20-230kHz之间，超声波探伤的主要优点是：穿透能力强，空间定位准确，实时数据监测方便快捷，根据传送的数值，精准计算信息值。

（3）射频测试法：射频测试法是通过一种高频交流变化监测发电机信号，用罗氏线圈传感器对变压器，消耗小的则比较适用高频率的项目。罗氏线圈传感器的优点是反应快、体积小、方便拆卸、精准度高、探测范围宽、可开口的线圈方便接入等，这些优点让罗氏线圈传感器能应用于电气领域。但是它不能用于变压器局部放电测量。

3.5绕组变形在线监测技术

绕组变形作为变压器安全的重要问题与变压器电感值、尺寸、短路阻抗密不可分。通过在线监测变压器分析是否发生故障。变压器短路在线监测系统提高了运行的稳定性和可靠性，精准判断变压器绕组发生的变化[3]。监测系统由采集数据系统、输送电量系统、及连接设备组成。绕组变形在线监测技术对变压器绕组变形情况的监测用频率响应分析法，也称为“频响”，使用频率响应分析法在线监测频率信号的相关变化，分析监测回来的电容值和电感值的变化，分析参数。

结论：综上所述，电力系统变电设备在线监测技术想要减少变电设备故障还需要采用有效正确的判断方法。在线监测技术还有待于进一步加强，提高电力系统变电设备常用在线监测技术，完善已有的变电监测在线技术，健全变电设备监测体系，在此基础上，获得更高的监测数据，更好地建设监控系统。

参考文献：

[1]杨铎，李玉，郭袅，等.基于极寒条件下电气设备运行监测技术的电力系统在线分析[J].电气应用，2019，38（06）：112-119.

[2]李宁.浅谈变电设备在线监测技术与状态检修[J].科技经济导刊，2018，26（27）：69.

[3]周丽筠，杨洋.电力系统电力设备在线监测技术的相关研究[J].科技创新与应用，2018（16）：139-140.