容性设备在线监测装置检验及运维分析

李秉睿，李建发，刘 齐，张 帅

(云南电力技术有限责任公司，云南 昆明 650217)

0 引言

现阶段容性设备在线监测技术已很成熟，对设备运行状态监测起到了很大作用。通过监测装置已发现多起绝缘缺陷，有效保障了电网安全稳定运行，在设备运行状态监测方面发挥着越来越重要的作用。随着监测装置运行年份的增加，监测数据失真、装置无法正常采集数据等问题突显，严重时甚至出现装置无法运行的情况。针对这些故障进行了分析，并根据装置的原理、结构以及存在的故障，开展了针对性检验及专业运维，取得良好效果，得出定期进行在线监测装置检验及专业运维能有效保证监测装置的正常运行和数据真实性的结论。

1 在线监测装置故障分析

对某电网公司2010 年以来安装的容性设备绝缘在线监测装置进行了摸底调研，其在线监测装置主要集中在2011 年到2015 年安装，共在9 个变电站安装了9 套246 台装置。从2019 年摸底调研的结果来看，容性设备在线监测装置的主要缺陷为装置无法送电、硬件故障、软件故障、密封不良、未安装末屏引出端防开路保护装置、网络安全漏洞、信号线接线错误、未定期检验等方面。

1.1 装置无法送电

造成该故障的主要原因是在线监测装置电源回路短路、开路或者电源模块损坏，导致装置掉电，致使系统无法正常供电。从调研数据来看，在9 套在线监测装置中，7 套装置存在无法送电故障，占比达80 %。

1.2 软硬件故障

软件故障主要是软件无法启动、数据丢失、软件版本较低等。硬件故障主要是数据采集板损坏、传感器损坏、箱体破损等。从调研数据来看，数据采集卡损坏189 台，占比76 %；箱体破损98 台，占比40 %；传感器损坏28 台，占比11 %。

1.3 装置密封不良

装置密封不良主要是装置箱门密封条脱落，或者锈蚀较为严重导致箱体开裂、破损，以及孔洞封堵不严实等，密封不良极易导致装置内电子元器件受潮损坏，以及蜜蜂等小动物在箱体内筑巢，严重影响装置正常运行。

1.4 未安装末屏引出端防开路保护装置

规程DL/T 1432.3—2016《变电设备在线监测装置检验规范第3 部分：电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置》中明确规定容性设备在线监测装置应安装末屏引出端防开路保护装置，防止因在线监测系统开路导致设备末屏失地。

调研数据显示：63 台在线监测装置未安装末屏引出端防开路保护装置，占比约26 %。如信号采集回路开路，将严重威胁主设备安全运行。

1.5 网络安全漏洞隐患

在线监测系统安装后，未对高危端口进行封堵，未安装杀毒软件或定期对杀毒软件进行升级，存在网络安全隐患。比如某变电站容性设备绝缘在线监测系统2012 年发现类似蠕虫病毒。

1.6 装置接线错误

在线监测装置投入运行后，部分设备开展过停电定检预试，在恢复接线过程中，因恢复人员不了解装置接线原理，导致信号采集回路接线错误。虽不影响设备本身安全运行，但监测装置采集信号错误，无法监测其绝缘状态。调研数据显示：13 台装置存在接线错误，占比5 %。

1.7 装置未定期检验

规程DL/T 1432.1—2015《变电设备在线监测装置检验规范第1 部分：通用检验规范》、DL/T 1432.3—2016《变电设备在线监测装置检验规范第3 部分：电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置》中明确规定装置运行后需进行定期检验，周期为1 ～2 年。如未定期检验，则导致采集数据不准确，影响到设备运行状态分析不准确。

2 运维方法与效果分析

针对调研发现的问题，对该电网公司2010 年以来安装的容性设备绝缘在线监测装置进行了检验及专业运维，取得了良好效果。

2.1 专业运维内容

针对装置原理、结构和安装方式，开展以下几方面运维。

(1) 现场监测单元运维：单元箱门密闭性能检查；外壳以及安装支架、抱箍生锈情况检查；防火封堵检查；现场总线（含电源及信号线）安全性检查。

(2) 连接电缆运维：电容型设备绝缘监测装置的末屏电流采样信号电缆、避雷器绝缘监测装置的电流采样信号电缆，应无破损，连接应可靠。

(3) 监测主机运维：应无明显噪声；应供电正常，电源指示灯亮；应正常运行，无异常指示灯，无死机状况；检查告警情况，如有告警，及时记录并通知试验人员跟踪处理；查看并分析系统参量告警信息及监测数据。

2.2 现场试验检验

对在线监测装置进行现场试验检验，主要进行测量误差试验和测量数据重复性试验。

(1) 测量误差试验方法。使用标准测量仪器对现场安装的在线监测装置的数据误差进行检验，具体试验电路如图1 所示。利用该母线上的电压互感器提供参考电压信号，通过标准测量仪器检测电容型设备的介质损耗、电容量等参量，同时读取在线监测装置在该时间段内的监测数据，然后以标准测量仪器的测量值作为标准读数，计算出在线监测装置测量介质损耗因数和电容量的误差。

图1 试验电路

(2) 电容量测量误差计算。在全电流有效值100 ～200 mA 范围内且介质损耗因数值0.005～0.1 范围内的某一稳定测量点，读取在线监测装置连续测得的6 组测量数据，依据公式(1)分别计算出RSD值。

式中：RSD为电容量相对标准偏差；n为测量次数；Ci第i次测量结果；C—:n次测量结果的算术平均值。

2.3 运维效果分析

通过对装置的校验、维护维修及故障消缺、通信改造等有效的方式，最大限度地进行闭环处理和整改，有效地解决了装置运行中的短板效应，装置在数据入网率、在线率、准确率和装置故障率等主要指标方面均有较大改善，详见表1。

表1 运维的装置主要指标提升情况 %

3 检验及运维必要性分析

通过上述对容性设备在线监测装置故障原因分析，导致在线监测装置故障频发、停运、数据失真的主要原因一部分为装置质量问题，另一部分为没有定期进行检验及专业技术运维。结合检验运维效果分析可知：定期开展检验及运维是保证在线监测装置稳定运行的重要手段。

3.1 相关规程规定要求

行业标准规程DL/T 1432.1—2015《变电设备在线监测装置检验规范第1 部分：通用检验规范》、DL/T 1432.3—2016《变电设备在线监测装置检验规范第3 部分：电容型设备及金属氧化物避雷器绝缘在线监测装置》中明确规定：在线监测装置投运后需定期(1～2 年或必要时)进行现场试验。必须进行的试验包括：结构和外观检查、基本功能检验、测量误差试验。

3.2 可有效保证采集数据准确可靠

通过定期现场检验，对在线监测装置进行测量误差试验和测量数据重复性试验，可有效保证在线监测数据真实性和准确性。

3.3 有效提高在线监测装置接入安全性

通过对连接电缆、末屏防开路保护器进行检查，保证监测装置不影响一次设备的安全运行。

4 结束语

容性设备在线监测系统较为复杂，涉及到数据存储传输、各种电子元器件、传感器、通信电缆、网络传输等，只要其中任意一个模块出现故障，就可能导致整体系统无法运行，且在线监测装置安装于室外，受环境影响较大，如果密封性等出现问题，受潮也会导致系统无法运行。经调研，如果在线监测系统不进行定期运维，运行寿命仅为1 ～1.5 年。

定期进行在线监测装置检验及专业运维，能有效保证监测装置的正常运行和数据真实性。其通过与带电测试数据、定检预试数据比对分析，可作为设备状态检修的可靠技术手段。