电网设备在线监测相关问题探讨

电网设备在线监测相关问题探讨

郑溢强

（福建晋江天然气发电有限公司福建晋江362251）

摘要：伴随着国家对于电力行业的改革不断深入，电力设备的运行安全稳定逐渐受到行业内人士的关注。电力设备在线监测技术的发展与应用，不仅极大地提高了电力设备运营维护技术，更在推动电力企业发展上起到了决定性作用，因此被广泛运用在电力系统中。

关键词：电网设备；在线监测；概念；要求；技术

引言

传统的定期维修，不考虑电网设备的实际运行状况的维护思想严重影响了电网设备运行的安全稳定性。实际生产经验表明，只有根据电网设备实际运行状态进行在线监测才能从根本上提高电网设备监测的效率，提升设备监测的质量，降低设备维护的成本，有助于实现资源利用最大化，符合当下可持续发展的发展思想。在线监测能够真实反映电网设备实际运行状况，便于维修人员根据实时运行状态对设备进行有目的的维修，有效地提高设备维修效率。

一、输变电设备在线监测的概念

输变电设备在线监测指在不停电的情况下，对电力设备状况进行连续或周期性地自动监视检测。在线监测系统主要由监测装置、综合监测单元和站端监测单元组成，实现在线监测状态数据的采集、传输、后台处理及存储转发功能。

状态监测指的是监测机器设备运行特性的一种技术，它是通过获取被监测设备的故障信号或者变化趋势，从而提前预知维护需要或评估机器设备的“健康”状况。状态监测是利用机器设备的寿命特征而开发的一种设备，其通过数据的采集和分析从而预测设备发展的趋势。状态监测可以分为以下两种:基于状态维护服务的技术（英文翻译是ConditionbasedMaintenance，简称CBM)和预知性维护服务的技术（英文翻译是PredictiveMaintenance，简称PM)。在这之前人们一直应用基于时间维护策略（英文翻译是TimebasedMaintenance，简称TBM）。虽然这种按照时间表或运行时间而进行检修的策略能够防止很多事故的发生，但是在检修间期仍然可能发生意外故障。因为没有当前机器设备的任何状态信息，这样的维护就带有一定的盲目性，从而浪费人力、物力和财力。而CBM与此不同，它能够很好的获取设备当前的状态信息，从而告知人们设备需要在何时需要什么样的维护，从而避免盲目性，减少消耗，提高效益。相信通过借助状态在线监测系统的数据信息，CBM必将发展成一种最优的控制策略。

二、电气在线监测功能要求

高压电力系统运行中，为了有效改善电气设备的数据检测标准，提高数据实时准确运行效果，确保电气在线监测水平，保证电气运行过程中的各种信号的实时存储和传输。在实际工作运行中，需要根据电气设备的运行水平，设置自动报警监测系统，通过实时的数据检测，对抗干扰信息传递的能力进行实时监测。利用数据线路的定位系统完成数据的检测管理，降低设备可能产生的各种故障问题，提高数据系统的准确性和可靠性，保证数据发生故障后的及时处理，对数据进行合理程度的定位，对电力系统进行寿命定位判断。

三、电网设备在线监测技术

1、变压器在线监测

变压器是电力行业中经常使用的器件，其绝缘的介质主要是矿物油，运用纸板进行绝缘的，变压器油是由烃类的化合物构成的。变压器在长时间的使用后，这些化合物会在外界环境的作用下发生变化，从而导致变压器发生故障。在绝缘相对于比较集中的地方，如果出现了故障，就会导致放电的问题，在导线的周围最容易产生放电的问题，会导致绝缘的性能下降。在过热的影响下，绝缘的材料会因为高温发生分解的问题，产生二氧化碳气体。而且，当局部放电发生后，还会导致高频的脉冲，在电信号不足的问题下，会导致电磁的干扰。如果变压器在湿度比较大的环境下使用，就会出现受潮的问题，导致绝缘性能下降，介电强度不足，在对变压器故障监测的过程中应该分析油中水的含量。变压器在实现绝缘时，是采用复合绝缘的原理，所以可以对其电流的吸收状况进行监测。如果变压器发生了短路的问题，绕组就发生变形。

2、断路器设备的监测

断路器设备通过监测动触头运动特性的开关闸、速度、行程、超程来分析产生的同步性问题，并对动力和传输设备的运行情况以及连接状态进行不间断检测。断路器要有合适的开关闸时间才能起作用，如果停电时间过长，燃弧时间会更长，特别是当排除故障的时候，长弧可能会导致接触点燃烧，甚至有发生爆炸的危险。开关闸时间的不同步，将会导致线路或变压器非全相接入或切断，出现甚至危及绝缘的过电压。可见关闸时间的把握和同步性是断路器设备性能的重要保证。

3、电容设备的在线监测

电容设备也是电网设备中重要的组成部分。电容型设备主要包括电容式套管、高压电流电压双向传感器等。电容设备是变电站中的核心部件，其能否正常工作直接关系着变电站整体的工作效率。对于电容设备的监测是在线监测技术最早应用的设备范围。目前电容设备主要监测技术为：电容量及泄露电流监测。电容设备常出现电流的泄露，但是泄露电流相对微弱，一般不易察觉。微弱的电流极易受到周围电场的影响。所以传感器的稳定性是决定监测效率高低的主要因素。现阶段主要是采用钢质外壳来摆脱外在电场的干扰，随着计算机信息处理技术的发展，现在更多的是倾向于数字自动化监测。对于电容介质的及时监测能够及时了解电容设备整体受损情况，最初的介质损耗主要是利用高压来进行监测，高压监测的弊端在于容易受外在电场的影响。经过不懈的努力，现在主要是运用谐波研究法来进行监测。，通过其发出的频率谱来进行电容介质损耗的分析。

4、绝缘在线监测关键技术

在线监测在电气设备绝缘性能测试中的应用，主要得益于其中较多关键技术，具体包括：①通信技术。在线监测中本身涉及到数据传输等问题，所以为满足通信要求，多路选通开关中，计算机在通信程序上应具备可靠性、稳定性等特点，同时要求对采集装置端口、电脑端口进行紧密连接，确保采集装置可及时将获取的数据向计算机传输；②传感器技术。绝缘在线监测除利用计算机系统外，也要求将传感器引入其中，需注意的是为使测量精准度得以提高，应保证所选择的传感器具有较高的性能。目前可用于在线监测中的传感器主要包括：光纤传感器、自补偿式电流传感器等得；③数据分析技术。整个在线监测过程中，数据的分析极为重要，系统在收集数据后，会将其向分析处理系统进行传输，此时计算机系统便可根据分析的结果进行故障判断，所有的图形、数据内容都可被清晰的显示出来，便于技术人员对其进行分析；④数据处理技术。在线监测系统运行中，数据的处理在方法上主要以小波变换方式为主，同时也包含其他如傅立叶变换方法，在实际进行复杂信号处理中，这些方法可直接过滤不规则的信号，在此基础上提取正确的信号，数据处理结果极为精确；⑤非电量在线监测。设备绝缘监测中，若单纯依托于电量在线监测，将很难达到监测目标，此时便需考虑引入补充性的测量技术，包括介质分析、超声波探测以及远红外检测得等技术。

结语

经过将近一个时代的发展，我国电网设备检测技术已经日趋完善，少数具备兼容能力的产品已经开始向全国推广使用，应用范围涵盖了电网设备中较为重要的设备。目前我国在线监测技术还有许多不足之处，电力人才要充分认识自身不足，综合分析在线监测系统的建立及完善工作，争取使我国电网设备早日实现综合在线监测及管理。

参考文献

【1】卢峥，苏鹤．在线监测技术在电网中的应用[J]．高电压技术，2009，23（05）：31-33．

【2】缪正兵．四川电网电气设备在线监测设备状态分析[J]．四川电力技术，2010，29（09）：18-19．