在线监测技术在变电检修中的运用

在线监测技术在变电检修中的运用

孙炜杨磊王瑞军王志亮张建禄

（内蒙古超高压供电局内蒙古呼和浩特010080）

摘要：近年来，随着电力行业的快速发展和变电站建设事业的不断进步，变电设备信息化技术、传感技术的应用非常的广泛，运行容量也有了很大程度的扩充，而传统的变电检修方法已无法有效满足客观需求，因此可能会对变电检修产生不利影响。在线监测技术的应用，使变电检修工作得到了有效的提升，而且有效地降低了检修费用，保障了变电设备运行安全可靠性。本文将对变电检修中的在线监测技术应用进行分析，以供参考。

关键词：变电检修；在线监测技术；运用；

一、变压器检修中在线监测技术

1.1变压器油色谱在线监测技术

变压器油是主变压器中起着散热和主绝缘的重要作用，然而目前变压器油箱经常出现油泄露现象，进而破坏变压器油箱的绝缘介质，而目前应用较为广泛的ES-2010变压器油色谱在线监测技术主要是利用油色谱在线监测系统，利用集控制、测量分析技术与一体的测量精密仪器，对变压器浸油设备进行在线监测，在设备运行状态下及时准确测量出绝缘油中溶解的各种故障气体的特征、浓度和变化规律，总体上，ES-2010油色谱在线监测技术可以迅速准确测量出变压器油故障气体类型以及其运行信息，油色谱在线监测技术主要包括油气分离技术和故障气体检测技术，其中油气分离技术及脱气技术，主要是将溶解在油中的气体分离出来，目前常用的油气分离方法主要是渗透薄膜脱气法、动态顶空脱气法，渗透薄膜脱气法的原理主要是采用聚合薄膜和扩散原理，这种聚合薄膜可以透过气体分子而不能透过油分子，从而可以实现油气分离，而应用扩散原理的过程是利用聚合薄膜一侧的变压器油和其另一侧的气室之间气压的不平衡性，然后利用溶解在油中的气体扩散到气室的过程中将油、气分离，然后待聚合薄膜两侧气压处于平衡状态下可以计算出变压器油故障气体的类型、特性和含量，另外，变压器油故障气体检测技术可以采用气体敏感传感器检测变压器油故障混合气体，包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯和乙炔等气体，也可以采用气象色谱仪器将分离后的故障气体样本输送到色谱柱中，然后利用热导检测器检测色谱柱中各分组气体的浓度，且将各分组气体的浓度转化为相应的电信号传入到计算机中，此外，也可以采用光生光谱气体检测技术，在溶解在油中的气体脱气之后将气体压入在光声室内，然后滤光片将入射光进行分光，同时利用气体吸收一定波长的红外线的作用，使气体通过辐射方式恢复到原来的基态，且利用微音器可以检测到该过程中在光声室产生的机械波，从而依据机械波的强度计算出变压器故障气体的浓度。

1.2变压器局部放电在线监测技术

实践中可以看到，纸绝缘与变压器油中都含有气隙，而且其场强不均匀，这可能会导致局部电场非常集中，甚至出现介质击穿现象，进而发生局部放电现象。

通过局部放电水平、增长速率变化情况分析，可以反映出变压器内部发生的各种故障变化问题。如果出现了局部放电现象，则可能会造成绝缘恶化、被击穿，因此应当对其进行放电参数监测。实际操作过程中，最常见到的现象时局部放电源，这在很大程度上反映出绝缘中因缺陷问题的存在，而导致绝缘空洞，产生气泡和金属粒子。在此过程中，应当设法将非常弱的局部放电信号从较为强烈的电磁干扰中有效地检测出来，有效抑制各种干扰。从实现来看，采用数字信号技术和软件方法将干扰消除掉。局部放电监测过程中，利用超声法、气泡法相结合的策略，监测局部放电量、准确定位放电部位。

对于超声波而言，其在油、箱壁内的传播速度为每秒140米和每秒5500米，远小于电信号在介质中的传播速度。基于这一优势特点，变压器套管末屏、铁心接地端传感器TA采集信号数据，经放大、滤波以及处理和实际MD模数转换，将其发送到计算机，此时可触发示波器、记录仪，同时记录超声传感器cs接收的超声波信号和信息。根据记录下来的信号时差，进行对比分析后对便压器局部放电位置进行准确定位。

1.3变压器绕组变形与铁芯的在线监测技术

变压器绕组故障频繁发生的原因是因为变压器绕组出现变形现象，而针对变压器绕组变形的在线监测技术主要是利用安装在变压器油箱体上的振动传感器，对变压器绕组与铁芯在通电状态下测量出其振动信号，并通过比较绕组与铁芯运行中振动信号的变化来判断出绕组与铁芯的运行状态，另外，也可以将无接触式旋转电气变压器与振动传感器测量仪器相连接，这样可以监测出变压器绕组变形与变压器铁芯接地结构的松动现象，从而可以及时进行检修，避免故障发生。

二、断路器检修中在线监测技术

断路器的重要原件是其操作线圈，使用各种测量电流的传感器，可以对其操作线圈中形成的电流波形进行在线监测，再通过对波形变化数据的分析与解读，分析出断路器的运行故障。

而断路器触头的磨损状况监测，则需要监测12T的积累量，由于电流是由互感器的二次侧决定，时间是由开关辅助接点的动作时间决定的。其监测主操作杆的机械负载情况，则是由开关刚分与刚合还有接触压力、连杆断裂、松动、卡死、设备负载特性等各个机构的输出特性来反映其设备的真实性能。

当前断路器在线监测有三样主要的方法：一是记录断路器分合闸操作行程――时间特性曲线，将其机械运动参数进行提取，从而监控其操作运动特性，以此来对其中存在的机械故障进行判断；二是对操作线圈中的电流及其电压波形进行监测，有利于对拒动和误动等机械故障进行判断；三是断路器在运行中，会产生一些机械振动的信号，其含有比较丰富的信息，可以对其进行体外监测，对振动信号进行分析，从而对高压开关机械系统的相应状态进行有效诊断。

三、避雷器在线监测技术

氧化锌避雷器是目前国际最先进的过电压保护器，由于氧化锌避雷器是以氧化锌电阻片作为核心元件，与传统的避雷器相比，氧化锌避雷器改善了传统避雷器的伏安特性，极大提高了过电压的通流能力，当氧化锌避雷器处于正常工作状态时通过氧化锌避雷器的电流仅有微安级，当电力系统遭受到过电压时可以利用氧化锌避雷器电阻的非线性，使流经避雷器的电流瞬间达到数千安培，在避雷器处于导通状态下可以将过电压能量释放出来，从而有效避免了过电压对输变电设备的损害，然而在实际的应用中氧化锌避雷器经常出现受潮和氧化锌电阻片老化的故障，这就使氧化锌避雷器整个元件产生发热现象。氧化锌避雷器在线监测技术主要是针对避雷器阻性电流的泄漏电流进行在线监测，其常用的在线监测方法主要有总泄露电流方法、阻性电流三次谐波法、基波法和常规补偿电流法，在氧化锌避雷器在线监测中应用较多的是阻性电流三次谐波法和常规补偿电流法，其中，阻性电流三次谐波法主要是采用谐波分析技术和数字化测量技术，利用滤波器检出经过的阻性漏电流的三次分量，然后在根据阻性漏电流三次分量与阻性电流峰值之间的函数关系，计算出阻性电流峰值，之后从阻性泄漏电流中分离出阻性电流的基波值，这种谐波分析方法对避雷器阻性电流的泄漏电流大小的监测数据偏差很小，准确性很高，操作简单，但是由于该方法是以引入的电流信号为主要的参考数据，电流互感器的角差会对谐波分析和在线监测数据产生不良的影响。

结束语

综上所述，随着电力技术的进一步发展，在线监测技术作为一种新型的监测手段，也逐渐应用到变电维修中，可以极大地提高变电检修的效果以及变电站的智能程度和稳定程度，其应用具有十分重要的作用和意义。

参考文献：

[1]陈勇.变电检修中在线监测技术的使用研究[J].通讯世界，2013（18）：223-224.

[2]杨光辉.刍议变电检修中在线监测技术的应用[J].科技创新与应用，2014（33）：195-195.

[3]兰莉.在线监测技术在变电检修中的应用[J].城市建设理论研究：电子版，2014（34）：1092-1093.