電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)運用實踐初探

黃拓

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)能否穩(wěn)定的運行，和電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定性有著直接的因果關(guān)系，而電氣設(shè)備的日常檢修和監(jiān)測則是保證電氣設(shè)備安全穩(wěn)定性的重要手段。目的是為了在電氣設(shè)備出現(xiàn)不安因素或者惡劣問題時能夠給予有效維修手段，預(yù)防各種問題的出現(xiàn)，在最大程度上減少電氣設(shè)備出現(xiàn)的故障，以維系電力系統(tǒng)的正常運行，降成本降到最低點，將工作效率提升到最高。而在線監(jiān)測以及狀態(tài)檢修技術(shù)則是維系電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的關(guān)鍵內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：電氣行業(yè) 在線監(jiān)測 技術(shù)方案 實踐

中圖分類號：TM855 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）09（c）-0094-02

以往的電氣設(shè)備定期檢修能夠預(yù)防故障的產(chǎn)生，但是實際上以往的電力檢修手段需要進(jìn)行離線試驗，導(dǎo)致一部分電氣設(shè)備迫停，完全的影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并且嚴(yán)重影響到電壓等參數(shù)波動過大，影響了試驗精度，實際上檢修本身就已經(jīng)造成了損失。然而定期檢修這種方式更是沒辦法保證在間隔期出現(xiàn)的問題是否能夠得到有效解決，相反若檢修沒有問題，反而會造成電氣設(shè)備壽命損失，因為過度維修造成資源浪費，得不償失。

1 電氣設(shè)備在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修技術(shù)

1.1 電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的原理

不同于以往的電氣設(shè)備檢修需要使電力系統(tǒng)迫停完成檢修過程，新的在線監(jiān)測技術(shù)則是完全適用于運行中的電氣設(shè)備，其原理就是有傳感系統(tǒng)收集并整合電氣設(shè)備的信號，經(jīng)過整合處理的數(shù)據(jù)將傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，而相關(guān)的工作人員則能夠直觀的看到電氣設(shè)備的運行參數(shù)，完成監(jiān)測過程。而在線監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)點也顯而易見，完全跟以往的定期監(jiān)測手段完全相反，不必停止運行電氣設(shè)備進(jìn)行檢測，直接可以實現(xiàn)帶電監(jiān)測，數(shù)據(jù)結(jié)果更加真實可靠，最大程度降低了資源的浪費，避免了過度維修帶來的設(shè)備損耗，將現(xiàn)有的資源都盡可能的合理運用。

1.2 電氣設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的功能要求

需要電氣設(shè)備具備自我檢測功能，同時為了避免來自外界環(huán)境的異常干擾，還要具備一定的抗干擾性，以確保監(jiān)測結(jié)果精度可信可取，數(shù)據(jù)的處理結(jié)果才能夠真實可靠的反映電氣設(shè)備的運行狀況，方便于定位故障發(fā)生位置以及嚴(yán)重程度。

為了更好地實行在線監(jiān)測，應(yīng)該制定直觀的分?jǐn)?shù)制的電氣設(shè)備檢修制度，從而使電氣設(shè)備的運行狀況達(dá)到量化的標(biāo)準(zhǔn)。例如完美狀態(tài)運行的電氣設(shè)備評分為10分，受到故障需要立刻停止，運行評為0分，在結(jié)合實際情況，根據(jù)多方面進(jìn)行分?jǐn)?shù)加減以評定電氣設(shè)備的良好程度，再根據(jù)已經(jīng)得到量化的電氣設(shè)備運行狀況，盡力更加全面的電氣設(shè)備檢修體系，實行更加智能化的，全面化的電氣診斷檢修以及管理。

1.3 變壓器的在線監(jiān)測技術(shù)

1.3.1 變壓器在線監(jiān)測概述

變壓器是電力行業(yè)中經(jīng)常使用的器件，其絕緣的介質(zhì)主要是礦物油，運用紙板進(jìn)行絕緣的，變壓器油是由烴類的化合物構(gòu)成的。變壓器在長時間的使用后，這些化合物會在外界環(huán)境的作用下發(fā)生變化，從而導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障。在絕緣相對于比較集中的地方，如果出現(xiàn)了故障，就會導(dǎo)致放電的問題，在導(dǎo)線的周圍最容易產(chǎn)生放電的問題，會導(dǎo)致絕緣的性能下降。在過熱的影響下，絕緣的材料會因為高溫發(fā)生分解的問題，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。而且，當(dāng)局部放電發(fā)生后，還會導(dǎo)致高頻的脈沖，在電信號不足的問題下，會導(dǎo)致電磁的干擾。如果變壓器在濕度比較大的環(huán)境下使用，就會出現(xiàn)受潮的問題，導(dǎo)致絕緣性能下降，介電強(qiáng)度不足，在對變壓器故障監(jiān)測的過程中應(yīng)該分析油中水的含量。變壓器在實現(xiàn)絕緣時，是采用復(fù)合絕緣的原理，所以可以對其電流的吸收狀況進(jìn)行監(jiān)測。如果變壓器發(fā)生了短路的問題，繞組就發(fā)生變形。

1.3.2 變壓器局部放電的在線監(jiān)測

如果變壓器的油紙中含有大量的氣體，這時就導(dǎo)致介電強(qiáng)度達(dá)到最小值，所以，在交流變壓的作用下，會導(dǎo)致局部放電問題的發(fā)生，但是，在放電的過程中，電量也不會太大，如果外界是處于高壓環(huán)境下，就會導(dǎo)致放電量的驟增。局部放電即使強(qiáng)度不是很大，或者時間不是很長，都會對變壓器的絕緣效果產(chǎn)生很不利的影響。如果局部放電是不間斷的，就會導(dǎo)致油紙出現(xiàn)老化的問題，產(chǎn)生氣泡的數(shù)量越來越多，使局部放電加劇。

現(xiàn)在，對變壓器的局部放電進(jìn)行監(jiān)測，一般是運用超聲監(jiān)測的方法，其能夠防止外界的電磁干擾，對放電的部位進(jìn)行定位，在聲波中能夠吸收和散射。在變壓器發(fā)生局部放電問題的時候，其不僅僅會導(dǎo)致電信號的發(fā)出，而且還會伴隨著超聲信號，而且，超聲信號的范圍也是比較廣的，所以，如果在油箱中進(jìn)行實驗時，超聲信號就會不斷地放大，而且會產(chǎn)生一定的分散性，所以，在對局部放電進(jìn)行控制時，可以將電氣法和超聲法結(jié)合起來使用，這樣能夠在一定程度上控制電信號的傳播速度。在地線上安裝電氣信號的觸發(fā)器，這樣能夠?qū)Τ曅盘栠M(jìn)行控制。在運用超聲傳感器的過程中，應(yīng)該盡量防止噪聲。

1.3.3 變壓器油中溶解氣體的在線監(jiān)測

變壓器油中的溶解氣體有助于發(fā)現(xiàn)變壓器在使用時的潛在故障，在使用油色譜分析時能夠借助實驗的方法，在現(xiàn)場選取油樣后在實驗室分析，但是，這種方法不能在現(xiàn)場對變壓器油進(jìn)行分析，所以，不能及時地分析變壓器的故障。所以，為了避免這一缺陷，要運用油色譜在線監(jiān)測技術(shù)，這項技術(shù)可以對變壓器的運用進(jìn)行不間斷的檢測，其檢測周期是比較短的，這樣能夠及時發(fā)現(xiàn)變壓器在運用中的故障，而且在故障檢測時不會產(chǎn)生較大的誤差。

1.4 電容型設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)

1.4.1 電容型設(shè)備的特點

電容型設(shè)備中絕緣結(jié)構(gòu)占很大的比重，這類設(shè)備在電力行業(yè)中也是廣泛使用的，主要有電容器、電容式高壓管道等。這類設(shè)備在高壓端會形成很大的等值電容，在對電容型的電氣進(jìn)行監(jiān)測時，主要可以借助介電特征進(jìn)行監(jiān)測，能夠在故障剛剛發(fā)生的時候就分析出故障的原因。電容值能夠分析在極化的過程中電容型設(shè)備發(fā)生的局部缺陷。

1.4.2 電容型設(shè)備常見的故障

電容式互感器常見的故障主要有絕緣的問題，這類故障發(fā)生的原因在于在設(shè)計的過程中不周全，紙層由于受到高溫的影響發(fā)生老化的問題，繞組處出現(xiàn)了高溫問題，而且沒有設(shè)計散熱的系統(tǒng)，這就導(dǎo)致了絕緣油發(fā)生老化的問題。在電容型設(shè)備中容易發(fā)生絕緣受潮的問題，這類問題發(fā)生的原因在于設(shè)備的頂部沒有采取嚴(yán)格的密封措施，導(dǎo)致設(shè)備受潮，絕緣性能下降。電容型設(shè)備容易出現(xiàn)局部放電的問題，造成這類故障的原因在于在制作和維修的過程中將導(dǎo)電的金屬遺留在設(shè)備中。電容型設(shè)備容易出現(xiàn)絕緣性能下降的問題，這類問題的發(fā)生主要是因為絕緣性能的下降。

1.4.3 電容型設(shè)備的實驗和監(jiān)測方法

在對電容型設(shè)備進(jìn)行實驗時，首先要進(jìn)行停電實驗，分析主絕緣的電阻，分析油中的溶解氣體，分析交流耐壓性能，然后進(jìn)行局部的放電實驗。

在對電容型設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測時，可以運用三相不平衡的方法，將三個電容型的設(shè)備組合在一起，然后使三相電源實現(xiàn)電壓的對稱，確保這三個設(shè)備的電容量的數(shù)值具有一致性，然后分析其中性點，確保中性點是沒有電流的。如果其中的一個設(shè)備出現(xiàn)了故障，那么，三相不平衡電流就會呈現(xiàn)在中性點中。三相電源的電壓不會一直處于對稱的狀態(tài)，其也會受到設(shè)備中運用電流的影響，所以，這個方法在監(jiān)測的時候只能進(jìn)行大概的額預(yù)測，存在一定的誤差。三相不平衡法的原理如圖1所示。

在對電容型設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測時也可以運用電橋法，這種方法能夠?qū)﹄妷哼M(jìn)行分析，但是，在不同的電壓條件下也會產(chǎn)生一定的誤差。電橋法的原理如圖2所示。

在對電容型設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測時，也可以運用介質(zhì)損耗檢測儀，這個儀器主要是由傳感器構(gòu)成的，其阻抗不高，而且能夠防止雷電的打擊，使設(shè)備運行的現(xiàn)場是比較安全的，能夠避免引線發(fā)生斷裂，地線也不會發(fā)生開路的問題，能夠在電氣設(shè)備運用的過程中進(jìn)行監(jiān)測。

2 電氣設(shè)備狀態(tài)檢修

2.1 電氣狀態(tài)檢修方針

類同于在線監(jiān)控技術(shù)，手機(jī)電氣設(shè)備運行狀態(tài)的各個信息，結(jié)合實際情況，對電氣設(shè)備的健康狀況進(jìn)行判定并進(jìn)行檢修。因為電氣設(shè)備的運行狀態(tài)以及健康狀況等數(shù)據(jù)和信息來源相對復(fù)雜，所以要對在線監(jiān)控，維修記錄等多方面進(jìn)行有機(jī)的總結(jié)和整理，以達(dá)到確保信息的可靠的目的，并根據(jù)可靠的電氣設(shè)備的信息制定相應(yīng)的檢修手段，這也是維系電氣設(shè)備乃至電力系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行的基本保障。

2.2 電氣設(shè)備狀態(tài)檢修分析策略

電氣設(shè)備的狀態(tài)分析無非是為了對電氣設(shè)備的運行狀況做出籠統(tǒng)的概念性判定，也是為了電氣設(shè)備的檢修能夠有一個基本依據(jù)，以目前來講還無法針對電設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行一個精確細(xì)致的評估。也就是說沒有針對于某種特定問題下，專門的解決方案，沒有基本的問題分析，也無法得出可靠地問題分析判斷，無法針對電氣設(shè)備的狀態(tài)而羅列出相應(yīng)的問題原因和結(jié)局辦法。為了解決這種困擾，可以實行量化評估電氣設(shè)備故障，在電氣設(shè)備的某以部分出現(xiàn)問題即判定為0分，立刻進(jìn)行檢修，在檢修結(jié)束后也針對檢修結(jié)果進(jìn)行量化評估，記錄得到的分?jǐn)?shù)，以統(tǒng)計故障問題發(fā)生狀況。

3 電氣設(shè)備在線監(jiān)測以及狀態(tài)檢修技術(shù)的前景

在實際應(yīng)用方面往往會出現(xiàn)必須停止電氣設(shè)備運行而完成檢修工作帶來的資源損耗的不必要損失，所以新一代的電氣檢修技術(shù)顯然具有得天獨厚的優(yōu)勢，更加可靠更加精確的監(jiān)測電氣設(shè)備的健康，以確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

就目前而言，國內(nèi)的在線監(jiān)測技術(shù)功能相對單薄，但是并不妨礙其成為更加全面更加智能的在線監(jiān)測技術(shù)，并可以實現(xiàn)通過監(jiān)測電氣設(shè)備的復(fù)數(shù)各參數(shù)指標(biāo)，根據(jù)監(jiān)測系統(tǒng)對電氣設(shè)備的集中監(jiān)測大幅度提高監(jiān)測結(jié)果的可靠性與精度，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電氣在線監(jiān)測技術(shù)會實現(xiàn)更加全面更加可靠的作用。

4 結(jié)語

以往的電氣設(shè)備定期檢修能夠預(yù)防故障的產(chǎn)生，但是實際上以往的電力檢修手段需要進(jìn)行離線試驗，導(dǎo)致一部分電氣設(shè)備迫停，完全的影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，并且嚴(yán)重影響到電壓等參數(shù)波動過大，影響了試驗精度，實際上檢修本身就已經(jīng)造成了損失。然而定期檢修這種方式更是沒辦法保證在間隔期出現(xiàn)的問題是否能夠得到有效解決，相反若檢修沒有問題，反而會造成電氣設(shè)備壽命損失，因為過度維修造成資源浪費，得不償失。不同于以往的電氣設(shè)備檢修需要使電力系統(tǒng)迫停完成檢修過程，新的在線監(jiān)測技術(shù)則是完全適用于運行中的電氣設(shè)備，通過對電氣設(shè)備的信號采集處理，實現(xiàn)了真正意義上的帶電運行電氣設(shè)備的在線監(jiān)測，至少不必帶來人為終止電氣設(shè)備運行的損失，意義非凡。其原理就是有傳感系統(tǒng)收集并整合電氣設(shè)備的信號，經(jīng)過整合處理的數(shù)據(jù)將傳輸給數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，而相關(guān)的工作人員則能夠直觀的看到電氣設(shè)備的運行參數(shù)，完成監(jiān)測過程。而在線監(jiān)測技術(shù)的優(yōu)點也顯而易見，完全跟以往的定期監(jiān)測手段完全相反，不必停止運行電氣設(shè)備進(jìn)行檢測，直接可以實現(xiàn)帶電監(jiān)測，數(shù)據(jù)結(jié)果更加真實可靠，最大程度降低了資源的浪費，避免了過度維修帶來的設(shè)備損耗，將享有的資源都盡可能的合理運用。

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