电力设备在线监测系统概述
浅析电力系统电气设备在线监测技术
浅析电力系统电气设备在线监测技术摘要：随着我国经济的发展，电力事业也在不断发展，我国目前对电气设备的监测与维修也得到了发展。
目前全国各行各业的发展，使用电负荷一度攀升，而且没有下降的趋势，但是我国电力发展相对比较落后，使得电力发展出现季节性或结构性短缺的现象。
为了使全国不断增加的用电需求得到满足，就必须及时检修出电力系统的缺陷，跟随时代发展的脚步，对电力系统进行合理的调整和修缮，避免损失的发生，保证系统正常安全地运行。
关键词：电力系统；电气设备；在线监测一、电气设备在线监测的基本概念电气设施在线监测技术是在电气设施运行过程中，利用对一般绝缘特性数据介质损耗因数予以测量，在此基础上找出电气设施的运行有无存在异常。
而介质损耗因数对高压电气设施具有一定的影响，但是其可以反映运行过程中设施的问题，同时具有操作便捷的特点。
介质损耗因数理论分为基本的几类：①硬件直接测量相位角，其利用为过零相位对比公式；②软件对检测信号调节后，对测量信号予以参数处理，其依附于谐波分析法。
前者的基本原理为，获取电流与电压信号予以过零整形，在此基础上使其变为过零反转的方波电流及电压，通过或门电路对电流电压过零耗时差异波宽度予以对比，同时计算方波宽参数，在此基础上按照电流电压信号参数得出介质损耗因数。
而后者的基本原理为，电流互感器测检装置末端收集电流信号，收集电压信号后利用滤波以及程控予以放大处理，在此基础上利用同步采样方法进而得出离散参数信号，通过计算机对其予以变换后的基波傅里叶数据计算，最后得出基波相位比率直至计算出介质损耗因数。
二、电力系统电气设备在线监测技术发展现状2.1传统电气设备检修中的缺点采用传统的电气设备检修方法虽然可以防止部分故障的出现，但是，无法使得电气设备达到最佳的状态，导致电气设备停止运行，所以，这就对电力系统的稳定运行造成了非常大的影响，并且也没有办法有效的确保试验的准确性。
由于进行检测的时间通常情况下都是固定的，因此，发生电气设备故障时候有可能是在非检测实践，而这个时候如果出现故障就会致使资源产生极大的浪费，并且也会使得电气设备遭到一定的损伤。
国家电网设备综合监测系统
国家电网设备综合监测系统国家电网设备综合监测系统【摘要】电力供应是整个社会生产、人民生活的基本保证之一。
自然环境（如冰雹，飓风）、人为因素（如盗窃，施工）等也是造成电力设备故障的主要原因，基于物联网技术的电力综合监测系统方案帮助电力维护部门进一步解决变电站高效维护、统一管理方面、远程监控的问题。
【关键词】无线传感器节点系统管理一、系统概述电力设备综合监测系统是基于无线传感器网络（WSN）技术平台的一个开放性系统，目前已融合水浸在线监测、环境温湿度在线监测、红外在线监测以及气体在线监测等多个子系统，可实现变电站、环网柜、开关柜、电力线路等设备的水浸、环境温湿度、门开关、有毒可燃气体等信息监测，同时具备实时报警及物联网联动功能。
本系统由现场传感器、基站和综合监测平台组成。
基站（网关）基站负责把接收到的传感器节点数据转发到计算机，进行存储，分析和处理。
基站数据可接入本地计算机，也可通过以太网等其他网络接入远程监控主机。
传感器节点无线传感器节点使用方便，替代了传统测试系统布线带来的麻烦。
无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰，使整个测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。
传感器节点体积小巧，重量较轻，由电源模块、采集处理模块、无线收发模块组成，全部模块封装在一个塑料或金属外壳内。
采集的数据既可以实时传输至计算机，也可存储在节点内，保证了数据的可靠性。
自由组合成不同输入量的通道，进行多物理量、多测点、分布式、同步监测。
BEENET 无线传感器网络特点无线的传输方式，使得抗干扰能力增强；传输距离远，功耗低，体积小，防水防尘；自组织、自恢复、多网络拓扑结构；深度1的星形网可支持65535个节点；各道独立采集，同步精度可达1ms；采用AES 128位加密算法，数据安全；内置2，4，8M及1G Flash数据存储器；可组成本地监测系统和远程监测系统；可采用锂电池、太阳能电池板、感应供电及高容量干电池等多种供电方式；传感器网络系统结构简单，功耗低，同步精度高，鲁棒性好，稳定可靠，具备易安装、易使用、易扩展、易升级、易维护等特点。
电力设备的在线监测与故障诊断
在线监测与故障诊断技术的发展趋势和未来发 展方向
智能化：利用人工智能和大数据技术提高监测和诊断的准确性和效率。
实时性：提高监测的实时性，以便及时发现和解决故障，减少设备 停机时间。
远程化：通过远程监测和诊断技术，减少现场维护成本和时间。
集成化：将多个监测系统集成在一起，实现统一管理和数据共享。
提高在线监测与故障诊断技术的有效途径和方 法
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数据处理模块：对采集的数据进 行预处理、分析和特征提取，为 后续的故障诊断提供依据。
预警与控制模块：根据故障诊断 结果，及时发出预警信号，并采 取相应的控制措施，保障电力设 备的安全稳定运行。
监测技术应用场景
变压器在线监测
高压断路器在线监测
输电线路在线监测
配电设备在线监测
监测技术发展趋势
提高运行效率：通过对电力设备的在线监测和故障诊断，优化设备运行状 态，提高运行效率。
在线监测与故障诊断技术在电力设备故障预警 和预防中的作用
预测设备寿命，制定维修计 划，避免突然停机
提高设备运行可靠性，减少 非计划停机时间
实时监测设备运行状态，及 时发现潜在故障
为故障诊断提供数据支持， 辅助技术人员快速定位故障
电力设备在线监测与故障诊断的应 用
在线监测与故障诊断在电力系统中的重要性
提高电力设备运行可靠性：通过实时监测和故障诊断，及时发现并解 决潜在问题，降低设备故障率，提高运行稳定性。
延长设备使用寿命：及早发现设备异常，采取相应措施，可有效延 长设备使用寿命，降低更换成本。
提高电力系统的安全性能：在线监测与故障诊断能够及时发现并预警 潜在的安全隐患，保障电力系统的安全稳定运行。
电气工程中电力设备的在线监测
电气工程中电力设备的在线监测在当今社会，电力作为一种不可或缺的能源，支撑着各行各业的运转和人们的日常生活。
而电力设备作为电力系统的核心组成部分，其稳定运行对于保障电力供应的可靠性和安全性至关重要。
为了确保电力设备的正常运行，减少故障发生的概率，提高电力系统的整体性能，电力设备的在线监测技术应运而生。
电力设备在线监测，简单来说，就是通过各种先进的技术手段，对电力设备的运行状态进行实时、连续的监测和分析。
它能够及时发现设备潜在的故障隐患，为设备的维护和检修提供科学依据，从而有效地避免设备突发故障造成的停电事故和经济损失。
在线监测技术涵盖了多种电力设备，包括变压器、断路器、避雷器、电缆等。
以变压器为例，其作为电力系统中重要的变电设备，承担着电压变换和电能传输的关键任务。
通过在线监测，可以实时获取变压器的油温、油中溶解气体含量、局部放电量等关键参数，从而对变压器的绝缘状况、铁芯是否存在过热等问题进行准确判断。
对于断路器，在线监测能够监测其机械特性、开断电流等参数，有助于提前发现断路器的操作机构故障和触头磨损等问题。
实现电力设备在线监测的技术手段多种多样。
传感器技术是其中的关键之一，各种类型的传感器，如温度传感器、压力传感器、电流传感器、电压传感器等，被广泛应用于电力设备的监测中。
这些传感器能够将设备的物理量转化为电信号，为后续的分析处理提供数据基础。
数据采集与传输技术也是在线监测系统的重要组成部分。
采集到的传感器信号需要经过可靠的传输通道，及时准确地送达监测中心。
常见的数据传输方式包括有线传输和无线传输。
有线传输具有稳定性高、传输速度快的优点，但在一些布线困难的场合则受到限制。
无线传输则具有灵活性强、安装方便的特点，但可能会受到信号干扰和传输距离的影响。
在数据处理和分析方面，利用先进的算法和软件工具对采集到的数据进行深入挖掘和分析，是在线监测技术的核心环节。
通过对历史数据的对比分析、趋势预测以及模式识别等方法，可以准确判断设备的运行状态，并预测可能出现的故障。
浅谈电力一次设备在线监测系统
浅谈电力一次设备在线监测系统摘要：智能变电站的在线监测系统可以对变电站进行综合监测和故障诊断,并提供整体解决方案。
安装在高压设备上的在线监测系统可以分析、诊断、预测正在或即将发生的故障,也可以区分故障性质、故障类型、故障程度及其原因,并根据该分析结果给出故障控制和解除措施,从而保障设备安全稳定运行。
本文分析了一次设备运行信息的分类和收集方法。
根据一次设备在线监测的原则和方法,提出智能变电站中在线监测的配置原则。
关键词：智能变电站一次设备在线监测配置原则1在线监测系统结构按照国家电网公司所发布的智能化和在线监测规范要求,目前智能变电站在线监测系统层次结构示意图如图1所示。
如图1所示,系统按照装置(IED)分为4层,包括站端监测单元、主IED、子IED和传感器(或监测装置)。
站端监测单元是全站的后台,负责变电站的监视和管理;主IED按监测设备类型配置,子IED负责部分监测数据的采集及转发;传感器,或与传感器一体的监测装置,直接与被监测一次设备连接。
2设备信息收集和分类2.1设备信息的分类智能电网中,与电气设备相关的所有信息包括波形、声音,图像应该是以数据的形式提供。
为了便于收集和处理,一次设备的数据被分为五种:基础数据、操作数据、测试数据、在线监测数据、缺陷数据和事故数据。
基本数据是静态的,这是一次设备的基本参数,其他数据是动态的。
反映设备的操作条件的数据包括:电压、电流、断路器动作次数等。
测试的数据包括:充电测试数据、常规测试数据和诊断试验数据,这些事由专业仪器获得的数据。
2.2设备信息的收集一次设备的信息是由通过监控设备的手动输入和自动采集收集的。
基本数据和测试数据由人工输入收集。
目前,基本数据由制造商的说明书提供,并输入由操作者提供到操作和管理系统。
测试数据是由维修人员,通过测试部门提供的测试报告输入。
设备的运行数据由通过监控设备的手动输入和自动采集收集。
目前,大部分的操作数据是通过人工输入,以及部分数据由监控系统中的变电站收集诸如电压、电压、电流、开关设备的位置的信号,和变压器油的温度等。
解析电力一次设备在线监测系统
解析电力一次设备在线监测系统摘要：在电力设备的运行过程中应用在线检测技术能够保障电力系统的安全性和可靠性。
随着近些年来我国电力事业的发展，在线监测技术也得到了广泛的应用，并且被不断的改进。
以前对电力设备实行的定期检修也已由状态检修所替代。
本篇文章对电力设备中的在线检测技术的特点做了简单的介绍，并对其在智能电网中的应用进行了论述，同时，对在电力设备状态检修过程中所应该注意的要点做了一定的阐述。
关键词：状态检修；在线监测；电力一次设备随着中国改革开放进程的不断推进，我国经济建设得到了突飞猛进的发展，这其中离不开电力事业的发展。
它不仅为我国的居民生活和企业生产提供了源源不断的电力能源，还为我国的经济增长提供了充足的动力，所以，我国必须对电力事业加强管理。
而在对电力事业实行管理的过程中，对电力设备实行在线监测与状态检修非常重要，它能够保障电力设备的可靠、安全、稳定运行。
一、电力一次设备在线监测一次设备状态检修工作就是对电力系统中的变电一次设备开展的设备检修工作，设备运行状态信息采集、状态评估和检查维修决策确保国家电力系统的安全运行是必要的，检查和维修工作的合理成本是电力系统的重要组成部分的维护的。
状态维修中采集的信息不仅包括设备运行过程中的状态信息，还包括历史维护记录，通过对信息的分析和整理，可以生成相应的维修计划。
将变电站设备状态检测方法分为常规检测、离线检测和在线检测3类。
变电站一次设备状态检测应根据实际情况而定，不同状态检测方法的选择不仅局限于选择一种，而且还要选择多种方案，使其高效可行。
维修项目分为确定性项目和不确定项目两类。
状态维修是全面、高效、规范的。
它保证了电力设备的安全稳定，为设备的持续、健康运行提供了有力的支持。
（一）在线监测的特点对电力一次设备实行在线监测具有重要的意义，其能够及时的发现设备在运行过程中出现的问题，进而做到及时的维护修理，使设备的使用寿命得以延长。
在对设备进行在线监测时要连续或者定期进行。
电气设备的在线监测技术研究
电气设备的在线监测技术研究在当今高度工业化和信息化的时代，电气设备的稳定运行对于各个领域的生产和生活至关重要。
从电力系统中的大型变压器、开关柜，到工业生产中的电动机、变频器，电气设备的可靠性直接影响着整个系统的性能和安全。
为了确保电气设备的正常运行，减少故障停机时间，提高设备的利用率和寿命，电气设备的在线监测技术应运而生。
电气设备在线监测技术是指利用各种传感器、数据采集设备和分析软件，实时获取电气设备的运行状态信息，并对这些信息进行分析和处理，以判断设备是否存在故障隐患或异常情况。
与传统的定期检修方式相比，在线监测技术具有实时性、连续性、准确性和预防性等优点，可以及时发现设备的早期故障，为设备的维护和管理提供科学依据。
一、在线监测技术的基本原理电气设备在线监测技术的基本原理是基于各种物理量的测量和分析。
例如，通过测量电气设备的电流、电压、功率因数、温度、湿度等参数，可以了解设备的运行工况；通过检测设备的局部放电、绝缘电阻、泄漏电流等信号，可以评估设备的绝缘性能；通过监测设备的振动、噪声等信号，可以判断设备的机械部件是否正常。
传感器是在线监测系统的关键部件之一，其性能直接影响着监测数据的准确性和可靠性。
目前常用的传感器包括电流互感器、电压互感器、温度传感器、湿度传感器、局部放电传感器、振动传感器等。
这些传感器将测量到的物理量转换为电信号，然后通过数据采集设备进行采集和处理。
数据采集设备通常包括数据采集卡、前置放大器、滤波器等，其作用是将传感器输出的电信号进行调理、放大、滤波和数字化，以便后续的分析和处理。
数据采集设备的采样频率、分辨率和精度等参数对于监测数据的质量具有重要影响。
二、在线监测技术的关键技术1、信号处理与分析技术在线监测系统采集到的信号往往包含大量的噪声和干扰，因此需要采用有效的信号处理和分析技术来提取有用的信息。
常用的信号处理方法包括滤波、降噪、时频分析、特征提取等。
例如，通过小波变换可以对非平稳信号进行时频分析，有效地提取局部放电信号的特征；通过主成分分析可以对多变量数据进行降维处理，提取主要的特征信息。
变电站电力设备综合状态在线监测系统
变电站电力设备综合状态在线监测系统变电站电力设备综合状态在线监测系统一、应用范围及特点变电站电力设备综合在线监测系统主要针对110kV及以上电压等级变电站内关键电力设备（变压器、GIS、断路器、容性设备、避雷器、电力电缆等）进行在线监测，并通过对不同电力设备多种运行参量的综合分析为全面评估设备的运行状态和寿命预测提供准确的现场运行数据。
系统主要特点：采用分层次监测的系统结构，将电力局管辖区域内的多个变电站内的多种电力设备在线监测作为一个整体进行规划和设计，在统一的硬件平台、统一的软件平台和统一的数据库上实现变电站多种电力设备、多个状态参量的集成监测，避免了在线监测简单拼凑带来的弊端，使监测系统具有良好的兼容性、可扩展性和可维护性。
采用目前国际上最先进的数据采集硬件和PXI测控总线结构，不同设备和数据中间之间的通讯采用IEC61850标准，能够保证监测数据的准确性和可靠性。
超高频局部放电监测采用外置的微带天线传感器（带宽：3000MHz）进行测量，并对采集到的单次放电波形进行多种分析，从真正意义上实现了超高频局部放电的在线监测。
所有传感器的安装不改变变压器的本体结构，不影响设备的正常运行。
现场前置机机柜、智能采集单元和所有外置传感器的结构设计均符合高海拔、大温差户外长期使用的要求，系统具备定期自检和故障自恢复功能，能在规定的工作条件下长期可靠工作。
远程数据监控中心采用双机热备+磁盘阵列的结构保证数据长期存储的可靠性，采用电力局区域互联网通信的方式，通过浏览器方式可以远程监控管理终端和监控中心连接，实现电力局办公桌面查看现场数据，并提供无线接入方式。
系统软件采用模块化结构设计和图元设计，同时具备自动监测和手动监测功能，具有良好人机界面，易操作，易升级。
二、技术参数1. 电容性设备：介质损耗角正切分辨率达1‰。
长期检测稳定性小于5‰。
检测单元测量误差小于5‰智能监测单元电磁兼容满足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；2．避雷器电流测量精度小于2%（现场干扰条件下测量）；能够对测量结果进行温湿度修正；长期监测稳定性小于1%；电磁兼容应足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；3．断路器：a) 电寿命诊断分合闸过程电流波形正常工作和分合闸过程电流幅值电弧持续时间（准确性≤±10%）分合闸动作次数、时间及日期主触头累计电磨损（以I2T 或IT 表征）（受燃弧时间判断的影响，测量精度≤±15%）b) 机械系统诊断线圈分合闸时间分合闸线圈电流波形断路器分/合状态c) 控制回路状态监测辅助触点动作时间d) 储能机构状态监测储能电机工作电流波形储能电机启动次数4 变压器：a）射频局部放电监测单元传感器频带：100kHz~15MHz实时采样带宽：15MHz相位分析窗口数：4000放电统计参量分析功能，包括：基本放电参量：最大放电量、平均放电量、放电次数二次统计参量：偏斜度、峭度二维谱图显示：最大放电量相位分布Hqmax(φ)、平均放电量相位分布Hqn(φ)、放电次数相位分布Hn(φ)二维放电谱图三维放电谱图：放电次数－放电量－相位b）超高频局部放电监测单元传感器频带：10MHz~3000MHz实时采样带宽：300MHz实时采样速率：2000MS/s等效采样速率：2000MS/s纳秒单次放电分析功能，包括：时域指纹分析、频域指纹分析、联合时频分析、基于小波提取的分形分析c）油中气体色谱在线监测最小分析周期: ≤4小时；工作环境温度：-30℃～45℃；安装接口位置：油路循环范围内；测量精度：气体组分灵敏度测量范围检测精度H2 ≤1μL/L 1－2000μL/L ≤10％CO ≤1μL/L 1－5000μL/L ≤10％CH4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H6 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H2 ≤1μL/L 0.1－500μL/L ≤10％总烃≤1μL/L 1－8000μL/L ≤10％d）套管介质损耗角正切在线监测（可选）介质损耗角正切分辨率达10-3长期检测稳定性小于5×10-3检测单元测量误差小于±1%读数+0.0005e）油中温度在线监测温度检测范围：-30℃～+125℃温度测量精度：0.5℃f) 铁芯接地故障在线监测最小电流分辨率1mA最大可测量电流范围应达到100A5 环境参数监测：环境参数环境温度 -50～80℃ ±0.5% 环境湿度 0～98%RH ±2%三、系统构成采用分层次在线监测的方式，将需要在线监测的电力设备按照区域划分为多个单元（通常将一回出线上的所有电力设备划分为一个单元）。
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电力设备在线监测系统概述
宁波智电电力科技有限公司邓立林
电力设备在线监测系统由容性设备绝缘在线监测系统、避雷器绝缘在线监测系统、断路器在线监测系统组成，系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测，监测参量多、功能齐全。
系统也可以灵活配置，由其中的一套或两套装置组成，必要时也可选配变压器油色谱监测系统。
1、系统集成:
通过工控机及系统集成软件，对各监控装置的动态参数进行
集成，建立变电站设备状态综合数据库，自动生成设备状态参数报表和变化趋势曲线，对设备状态的历史参数进行“横比”缺，
趋势分析和相对比较相结合，实现设备状态的初步诊断，为专家诊断系统提供开放性平台，通过网络，现设备的远程/现场状态
监测、诊断和评估。
2、系统特点
◆配置灵活，扩展性好，功能齐全，性能优异
◆测量准确，数据可靠，安装简便，维护简单
3、真空断路器在线监测系统
ZD-1000型断路器综合在线监测装置包括一套或多套断路器
安装单元、一个共同的服务器，通过现场总线与后台连接。
断路器单元部分包括若干个传感器，一个或多个监测器，一个通信总
线转换器，支持多种标准通信协议。
系统能实时采集断路器运行数据，及时获得断路器的运行状态。
通过对断路器运行状态的分析，及时发现设备所存在的问题，有效排除故障，保证设备的正常运行，从而提高设备运行的可靠稳定性。
3.1、监测参数
1、分合闸波形、速度、时间、超程、开距、弹跳、同期；
2、线圈电流、电压、铁芯动作时间、功率；
3、电机电流、电压、功率；
4、触头温度；
5、参数的报警、警报功能；
6、监测参数统计、趋势分析。
4、容性设备绝缘在线监测系统
容性设备绝缘在线监测装置适用于110kV~500kV电压等级的
主变套管、电流互感器、电压互感器、耦合电容器的在线监测及故障诊断。
4.1、监测参数
介质损耗、泄漏电流、等值电容、母线电压、环境温度和湿度
4.2、系统功能
◆实时监测
◆数据图表生成
◆故障设备跟踪
◆数据处理分析
◆WEB查询
◆远程维护
◆故障设备跟踪报警及事故记录
4.3、主要特点
◆采用最新的超微晶材料、双层电磁屏蔽、单匝穿心结构的
高精度传感器与电力设备一次系统完全隔离，不影响系统运行接线方式，绝对保证系统设备及运行的安全。
◆现场数据采集装置按照设备的位置进行分布式就近安装，
采用高性能、高可靠性的CAN总线进行网络通信。
◆多通道高速同步采样、分时处理技术，提高了数据采集的
分辨率和测量精度，为不同设备的横向比较奠定了基础。
◆模块化结构设计,可在线更换插件,增加检测项目或变更监
测功能。
◆诊断系统采用横比与纵比相结合、规程定标与数据分析相
结合的智能诊断法。
主要技术指标:
◆泄漏电流：+0.5%
◆等值电容：+1%
◆介质损耗：+0.1%
◆母线电压：+0.5%
◆环境温度：+0.5℃
◆环境湿度：+2RH
5、避雷器绝缘在线监测系统
在正常运行情况下，避雷器的主要电流为容性电流，阻性电
流只占很少部分，当避雷器受潮、阀片老化、表面严重污秽时，容性电流可能变化不多，而阻性电流和三次谐波电流却大大增加。
故监测避雷器全电流、阻性电流及三次谐波电流可以全面反映避雷器的绝缘状态。
5.1、主要监测参数及技术指标
◆全电流：+ 2.0%
◆阻性电流：+ 5.0%
◆三次谐波电流：+ 5.0%主要特点:
◆可就地完成设备绝缘数据的在线测量，既可做为在线监测
系统的一部分，也可单独安装使用，独立组成避雷器的在线监测系统。
◆采用性能优异的高精度传感器、从计数器两端并接的取样
方式。
通过特殊的装置，当避雷器正常运行时，泄漏电流从传感器流过；当避雷器动作时，大的动作电流从计数器流过，从而保护了传感器。
◆单独使用本装置时，可不引入电网电压信号（TV信
号），结合氧化锌避雷器泄漏全电流和三次谐波电流，综合判断避雷器的工作状况。
◆采用光电隔离，保证监测装置与电网、计算机之间互不影
响。
◆采用CAN现场总线实现监测装置与计算机之间的通讯。