变电设备在线监测技术的分析

变电设备在线监测技术的分析

发表时间：2018-12-05T21:57:05.470Z 来源：《电力设备》2018年第21期作者：齐少猛

[导读] 摘要：变电设备状态信息的采集手段可分为停电采集和不停电采集两种，传统C级检修通过停电试验，获取设备状态数据。

（国网保定供电公司河北保定 071000）

摘要：变电设备状态信息的采集手段可分为停电采集和不停电采集两种，传统C级检修通过停电试验，获取设备状态数据。而不停电采集特别是不停电在线监测对开展设备状态检修有着十分重大的意义。

关键词：变电设备；监测；技术

0引言

在线监测不会影响设备强迫停役，提高了供电的可靠性，更好地满足企业供电承诺的服务要求，其次大电流、强电场下的实际运行状态理论上能够更加实时准确地反映设备的状态特征，还有在线监测可以即时掌握设备运行状态和健康情况，决策者对检修生产的实施不再盲目。因此运行条件下的状态量采集成为状态检修的重要依据。

1 变压器在线监测

变压器是变电站实现能量转换的关键设备，目前己具备在线监测替代的试验项目有变压器油中溶解气体分析、电容型套管的电容值、绕组所有分接的电压比、铁芯接地电流测量、直流偏磁水平检测、噪声及振动等试验项目，目前均有相应的在线腔测技术可以替代。可由在线监测技术作为辅助判断的试验项目：

（1）变压器直流电阻试验，变压器直流电阻不良通常表现为接触不良、接触电阻过大、或绕组断股断线等情况，在绕组套管顶部的连接处若接触电阻过大可由紅外测温检测发现；

（2）绝缘试验项如：绕组绝缘电阻、绕组的介质损耗因数、绕组泄漏电流，变压器绝缘异常表现为老化、受潮或贯穿性缺陷，在运行的变压器油中会形成氨气、含水量增加，对与非贯穿性绝缘异常可由油色谱在线监测、油中含水量在线监测可以辅助判断；

（3）有载分接开关试验，触头位置及触头磨损状态、马达驱动电流及电压、在线滤油机运行状态等可通过有载分接开关在线监测辅助判断，也可通过分接开关机械振动对比带电监测辅助判断

（4）控制、测量、测温装置、冷却系统及其二次回路通流状况可由红外测温带电检测辅助判断；

（5）油中含水量、油中含气量、油中糠醛含量、油中糠醛含量及纸绝缘聚合度可实现带电取油样检测。

对短路阻抗测量或绕組频率响应分析、压力释放器校验、空载电流及损耗测量等试验目前尚无有效技术手段，需以后开发新型可替代监测技术。变压器在线监测技术发展较为成熟，可以有效代替定期检修。

2 电流互感器监测

对电流互感器目前可利用的监测技术有：介质损耗、泄漏电流、电容量、本体、接头和引流线温升、油色谱、SF6气体湿度（SF6绝缘）。其中油色谱为不停电离线监测。可实现带电检测的试验项：

（1）电流互感器油中溶解气体色谱分析、SF6气体密封性检查（SF6绝缘）、绝缘油试验、高频局放带电监测项可实行带电检测；（2）—次绕组直流电阻测量试验项可用互感器一次绕组二侧金属件红外测温进行辅助判断；

（3）绝缘电阻异常表征的老化、受潮，可由绝缘油色谱带电检测及容性设备绝缘监测结合进行辅助判断。

电流互感器在线监测手段可以有效代替传统定期检修项目，综合电流互感器在线监测手段。

3电磁式电店互感器监测

电磁式电压互感器目前可实现带电检测的试验项有：

（1）电磁式电压互感器油中溶解气体色谱分析、SF6气体密封性检查（SF6绝缘）、绝缘油试验、高频局放带电监测项可实行带电检测；

（2）绝缘电阻、介质损耗因数异常表征的老化、受潮，可由绝缘油色谱带电检测及容性设备绝缘监测结合进行判断。

本体温升、接头和引线温升。电磁式电压互感器今后需重点研究绝缘在线监测技术，可直接对绝缘电阻、介质损耗因数等状态量进行实施监测电磁式电压互感器监测大部分项目可由带电取油样监测，部分项目可离线监测。电磁式电压互感器需要定期监测，以随时掌握设各健康情况。

4电容式电压互感器及耦合电容器监测

在线监测技术，对电容式互感器及耦合电容器目前可利用的监测技术有：容性设备绝缘监测技术，它可监测介质损耗、电容量等状态量，还有二次电压变化量监测电容元件。可实现带电检测的试验项：电容式电压互感器高频局放带电监测项可实行带电检测；电容式电压互感器今后需重点研巧绝缘电阻在线监测技术，直接对绝缘电阻进行实施监测。电容式电压互感器在线监测手段覆盖大部分试验项目，可以—定程度上代替定期检修项目。

5 SF6断路器和GIS监测

可利用的在线监测技术有：SF6气体的湿度测试、断路器的速度特性、断路器的时间参量、SF6气体密度、气体成分分析、气体密封试验等均己有相应的在线监测技术可以替代。可实现带电检测或由其他监测辅助判别的试验项：

（1）气体密封试验可由气体压力在线监测及气体泄漏带电监测辅助判断；

（2）主回路电阻测量试验项可通过测量端口二侧裸金属件及对端口瓷套精确小湿差红外测温加以辅助判断，控制测量二次回路也可通过红外测温对通流倩况进行辅助判断。

目前有限监测手段需今后重点研究绝缘电阻在线监测技术的试验项目有：断口间并联电容器的绝缘电阻电容量和合闸电阻值和合闸电阻的投入时间，分、合闸电磁铁的动作电压。

SF6断路器和GIS监测覆盖绝大部分Ｃ级检修项目，部分供电公司110至220KV断路器断口间并联电容器已不采用。断路器和GIS监则可以代替定期检修项目。作为可活动设备，传统预试也不能完全判断断路器可动机械部分的健康情况。断路器现场巡检仍必不可少。

6 隔离开关监测

隔离开关是变电站占比重最大的一次设备，其状态量监测是目前在线监测的难点，目前无直接监测手段，对控制、测量等二次回路可

通过红外测温带电监测手段辅助判断接触电阻及通流状况，对隔离开关主回路电阻测量可通过离线红外测温带电检测及无线测温监测加以辅助判断，而在线红外监测则由于探头装置电池寿命普遍限制在5年，监测成本高，没有实施价值。 7套管监测

对交流穿墙套管目前可实现带电检测或由其他监测辅助判别的试验项：池漏电流测套管绝缘性能，本体温度监测套管温升；套管有部分试验项目无法覆盖定期检修项目，实际检修可以通过高频局放监测辅助判断套管是否有异常现象。 8金属氧化物避雷器监测

对金属氧化物避雷器目前可利用的监测技术有：泄漏电流全电流及阻性分量监测避雷器性能，本体温升可测避雷器内部有无异常。可实现带电检测的试验项：泄漏电流全电流及阻性分量可实行带电检测，本体温升可红外巡视离线监测对金属氧化物避雷器目前可利用的监测技术有：泄漏电流全电流及阻性分量监测避雷器性能，本体温升可测避雷器内部有无异常。可实现带电检测的试验项：泄漏电流全电流及阻性分量可实行带电检测，本体温升可红外巡视离线监测。

9 二次设备状态监测

变电站二次设备主要包括继电保护装置、自动化测控装置和远动装置。二次设备状态监测对象并非单一的元件，也不需要独立加装监测装置。现代微机保护及自动装置大大简化了二次回路继电器接点数量，逻辑回路功能多通过微机软件实现，工作可靠性高，其具有的自检功能、测量和故障记录功能及数据通信功能，可以通过非侵入检测连续获取二次设备状态信息，准确判别健康状态，理论上可以代替定期校验以验证二次逻揖回路的正确性。

10结语

对设备状态量的及时获取是发展在线监测的主要目的，也是实施全面状态检修的关键点。本文对部分变电设备和二次设备在线监测技术进行了分析，分析结果中得出，变电设备在线监测可通过节省不必要的大量周期性试验项目，大量减少停电和检修成本，具有难比拟的优越性。

参考文献：

[1]姜晟．发电设备检修策略分析机．发电设备，2012（01）：70-72

[2]孙建中．定期检修制度执行中存在的问题与对策略．农村电气化，2000（08）11-13