变电设备在线监测装置应用情况综述及配置建议

变电设备在线监测装置应用情况综述及配置建议

葛文捷

国核电力规划设计研究院有限公司 北京 100095

摘要：在社会经济与科技的飞速进步的背景之下，对变电设备的维护和管理也在向更加科学的方向发展，结合在线监测装置可以更好地了解设备的运行情况，尤其是在一些设备故障预测、检修过渡的情况下具有较强的应用价值。对此，以下将针对变电设备的运行监测和应用配置情况展开介绍。

关键词：变电设备；在线监测；应用与配置

引言：

随着计算机和网络技术的不断发展，对生产设备的监测管理也更加智能化，能够通过在线监测和信息识别的方式更好地保障系统运行的稳定性，也能够为后续定检和调试工作的开展提供可靠的数据支撑，实现检验诊断的实时化和在线化，确保了系统综合诊断的有效性。

1. 变电设备监测系统应用概述

1. 油气溶解监测

变压器内的绝缘纸和变压油在长时间工作过程中会产生氢气、一氧化碳、甲烷等气体，会引发变压油变质、绝缘失效等多种问题，需要有专门的检验装置判断变压器的内部状态。在油气检验模块当中主要是利用了色谱检测的技术，将油气进行分离后将气体信号经过色谱检测输出为电信号，在数据采集的通讯系统的帮助下，主控计算机能够对变压器的运行情况进行综合判断。

2. 套管绝缘监测

变压器内部的套管在长时间使用或设备故障的影响之下会出现绝缘性能减弱的问题，同时也属于变压器事故当中最为常见的故障之一，其危害性较大，包括设备停转、套管保障甚至火灾问题。套管监测中要能够精确识别其内别状态，在数据信息的反应上也要保证一定的全面性，一些进水、进气等问题都有可能会产生放电^[1]。目前常见的一种套管监测是对地介损测试，可以通过零磁通电流传感的方式提升在线监测的数据精度。

3. 接地电流监测

在变压器内的铁芯接地电流较为微弱，一般不超过数十毫安，当系统内有多个铁芯接地后由于电荷的不平衡问题会导致接地点之间形成电荷的传递，这种内部的环流问题会直接引发接地电流的迅速扩大，有数据监测到了接地电流甚至可以达到数十安培，对于变电设备的稳定运行会产生较大威胁。在线监测设备的运用当中能够对接地电流予以采集和监测，当出现迅速增加问题时可以及时反馈到管理平台，尽早对故障的铁芯进行更换处理，避免故障问题的加剧。

4. 绝缘性能监测

变电设备内的GIS故障跟绝缘问题和机械问题有较大关联，在监测管理当中要重视对介质损耗、漏电和局放问题的管理，通过监测设备将相关的电流数据和波形信息进行收集和综合性分析，保证GIS能够稳定运行。机械故障的监测要求对于开关分合过程中的电流、电压等进行控制，还需要关注闸口开合的磨损、速度和次数等，通过有效的监测及时对GIS设备状态进行有效判断。

5. 微水湿度监测

在SF₆气体当中需要对浓度、含水等数据进行严格监测和科学管理，保障其使用安全。尽管SF₆气体本身没有毒性，但由于变电设备长时间在高温和带电的状态下运行，SF₆气体可能会出现分解现象，导致其纯度下降^[2]。SF₄、S₂F₂等气体具有毒性，必须要加强监测管控，避免出现危险问题。SF₆气体当中的含水检验是为了保护变电设备在高压状态下运行的绝缘安全问题，一些水分子随着SF6气体移动可能会造成电极绝缘或局部放电的问题，尤其是在高压电情况下会出现一些安全隐患。

2. 监测系统的应用配置建议

1. 变压器的配置

在变压器的安装和配置中必须要包含变压器的油气监测结构，一般要求能够根据电站的电压调节参数对氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯等气体故障进行监测，并对变压器和输配电系统当中的一些潜在性故障进行判断，更好地把握变压器的工作状态。铁芯接地系统当中要求能够对接地电流展开检验，能够更好地保障该部分的不存在异物、受潮或损伤故障等，更好地保证了运行安全。在过滤监测当中要求对变压器中的碳和金属微粒能够进行监测，对于延长其使用寿命具有积极意义。局放结构的配置参数可以选择CIM-800一类工作精度为1%的设备，能够更加精确的反映出变压器的时机状态，对于电磁干扰带来的失真问题也能够较好地消除，保证了对变压器监测管理的有效性^[3]。

2. GIS配置

由于GIS的状态监测需要结合监测组件和控制站进行综合性的处理和调节，在进行监测装置的配置时必须要予以全面考虑。储能结构的监测要能够和变电设备的工作电压相匹配，保证监测仪内部真空。断路装置的设备可以安装在控制柜当中，对于系统回路的状态、控制都可以进行记录。断路器在配置调节中要加强对电弧持续度、电流波形等信息的基础，在机械控制方面要关注触头磨损和开合次数，这种更加全面的监测配置可以保证数据信息的可靠性和参考性。在微水、密度和温度的监测当中要求设备的工作范围宽度更大，可以实现-40℃到60℃之间的有效监测，同时在密封性、绝缘性上也需要进行良好的配置和检验^[4]。GIS的局放检验主要要求能够对系统的诊断进行扩展，实现连续监测需要，并预留出数据通道和监测的主机进行连接，将放电的波形和参数予以显示。

3. 系统兼容配置

由于站内设备在运行过程中会涉及到不同设备运行兼容的问题，在进行监测和管理过程当中必须要重视参数调节。这类兼任干扰问题会造成系统运行中信号传输发生改变，尤其是在一些接口、开关位置处由于抖动可能引发误触、误动。在系统运行过程中主要需要加强对电容、阻抗和三相电流电压等参数的采集，这部分容性参数对于电磁干扰的响应更为剧烈。若发现有线路振荡或干扰的问题需要通过开启屏蔽设施的方式来对其进行消除，借助静电屏蔽或接地屏蔽的方式削弱系统中的电磁耦合问题，使设备的运行更加稳定。对于一些存在互感装置的设备需要在不同的绕组之间连接接地屏蔽，对于一些高频信号进行滤除，避免电容的变化。

3. 结束语

变电设备管理中引入在线监测装置能够更好地保障各个设备的运行安全，再有任何突发性故障时可以及时进行定位和排障，减少事故产生概率的同时更好地节约了系统的运维成本。在监测系统当中要求对站内设备展开综合性检验，结合不同的工作状态进行判断和分析，合理调节监测设备的参数，保证读数的精度和有效性，逐步完善国家电网向智能化管理的方向发展。

参考文献：

1. 王德文,阎春雨.变电站在线监测系统的一体化建模与模型维护[J].电力系统自动化,2013(23):78-82.

2. 陈东,涂莉.输变电设备综合运维自动化系统的应用设计[J].电测与仪表,2016(02):01-09.

3. 王珣,刘亚新等.只能输电网分析管控系统开发与应用[J].中国电机工程学报,2011(31):50-54.

4. 胡致远,杨炳炉等.输变电设备物联网在线监测系统通信网络设计[J].高电压技术,2015(07):2252-2258.