變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)研究

□許燕雯

（國(guó)網(wǎng)撫州供電公司江西撫州344000）

變電站電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)研究

□許燕雯

（國(guó)網(wǎng)撫州供電公司江西撫州344000）

變電站在電力系統(tǒng)中擔(dān)任著電力輸送的重要角色。本文以變電站中的電氣設(shè)備為研究對(duì)象，針對(duì)變電站中的變壓器、避雷器和高壓斷路器等主要電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)進(jìn)行了詳細(xì)探討。希望能夠在文中為變電站電氣設(shè)備的管理人員提供在線監(jiān)測(cè)方面的理論參考和技術(shù)幫助。

變電站；電氣設(shè)備；在線監(jiān)測(cè)

作為電力系統(tǒng)中極為重要的一個(gè)傳輸部分，變電站中各個(gè)電氣設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)工作也有著舉足輕重的作用。隨著社會(huì)生產(chǎn)力、市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，不管是硬件、軟件的設(shè)備應(yīng)用，還是機(jī)械、網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)開(kāi)發(fā)，變電站電氣設(shè)備的在線檢測(cè)技術(shù)都向著更加及時(shí)、全面和準(zhǔn)確的方向優(yōu)化提升。

1　變壓器的在線監(jiān)測(cè)

變電站中變壓器的在線檢測(cè)主要有油中氣體的在線監(jiān)測(cè)、絕緣在線監(jiān)測(cè)、局部放電的在線監(jiān)測(cè)和熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)。

絕緣在線監(jiān)測(cè)是變電站中變壓器在線監(jiān)測(cè)管理工作中不可或缺的一項(xiàng)重要內(nèi)容。該監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)不間斷地持續(xù)向變壓器的泄漏電流、運(yùn)行電壓、介質(zhì)損耗和溫度濕度等環(huán)境因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

局部放電的在線監(jiān)測(cè)包括了電氣檢測(cè)、光學(xué)檢測(cè)、化學(xué)檢測(cè)和有聲檢測(cè)等方法。其中最常用的一種就是聲學(xué)檢測(cè)方法，即通過(guò)聲學(xué)傳感器對(duì)變電站局部放電所產(chǎn)生的暫態(tài)聲音信號(hào)進(jìn)行捕捉和記錄。這種在線監(jiān)測(cè)的方法能夠檢測(cè)出變電站運(yùn)行過(guò)程中一閃而過(guò)的放電信號(hào)，并且可以迅速予以定位。但是聲學(xué)檢測(cè)法對(duì)聲學(xué)傳感器的敏感性要求很高，一般采用的都是自動(dòng)化程度較高的高頻傳感器。

熱點(diǎn)監(jiān)測(cè)針對(duì)的是變電站中油溫的溫度變化。一旦油溫過(guò)高，很容易導(dǎo)致變壓器因?yàn)槎搪范霈F(xiàn)故障。根據(jù)國(guó)際上對(duì)變電站油溫的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，熱點(diǎn)溫度必須在綜合考慮電壓負(fù)載和繞組油溫上升的情況下，在最高油溫的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上預(yù)測(cè)和評(píng)估出來(lái)。剛剛應(yīng)用不久的紅外線檢測(cè)技術(shù)，是一種利用全天候監(jiān)測(cè)的熱成像圖，分析和判定環(huán)境油溫?zé)狳c(diǎn)溫度的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。該項(xiàng)檢測(cè)技術(shù)將溫度誤差有效地控制在了1℃以內(nèi)。

2　避雷器的在線監(jiān)測(cè)

變電站中避雷器的在線監(jiān)測(cè)是專門(mén)用來(lái)限制過(guò)電壓幅值和保護(hù)變壓器電路安全的一種電氣設(shè)備。避雷器的在線監(jiān)測(cè)主要有全(漏)電流、功率損耗和環(huán)境濕度等。

全(漏)電流的在線監(jiān)測(cè)集中于對(duì)電流密封性的檢測(cè)。通常情況下，工作人員會(huì)將一個(gè)主電流的監(jiān)測(cè)裝置安裝在氧化鋅避雷器的底部和地面之間。經(jīng)過(guò)電壓互感器的連續(xù)性在線監(jiān)測(cè)，對(duì)避雷器計(jì)數(shù)器電阻上的電壓信號(hào)進(jìn)行記錄，對(duì)全電流的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析，對(duì)主電流的增長(zhǎng)情況和泄漏電流的數(shù)值加以判定。

功率消耗的在線監(jiān)測(cè)直接反映出的是變電站中避雷器使用壽命的縮短和安全性能的劣化。隨著功率的不斷消耗，避雷器的實(shí)際電阻值會(huì)增大，泄露出來(lái)的電流也會(huì)逐漸增多。電阻上升、電流泄露的運(yùn)行情況又會(huì)加速避雷器功率的消耗，這樣就陷入了一個(gè)功率損耗的惡性循環(huán)當(dāng)中。不過(guò)，工作人員只需要在線監(jiān)測(cè)避雷器的電阻變化和泄漏電流的數(shù)值，就能準(zhǔn)確掌握避雷器功率的真實(shí)損耗情況。

濕度的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)是借助一些電子測(cè)量?jī)x，對(duì)變電站內(nèi)部環(huán)境的空氣濕度進(jìn)行全天候的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)。一旦濕度超過(guò)了規(guī)定的安全范圍，電子儀器就會(huì)發(fā)出預(yù)警性的警報(bào)，提示工作人員對(duì)避雷器進(jìn)行安全檢查和故障排查。

3　高壓斷路器的在線監(jiān)測(cè)

變電站中高壓斷路器的故障集中表現(xiàn)為機(jī)械故障。所以，高壓斷路器的在線監(jiān)測(cè)主要就是對(duì)其機(jī)械性能和機(jī)械故障的適時(shí)檢測(cè)。而在線監(jiān)測(cè)的具體方式包括了機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)、合分閘圈電流監(jiān)測(cè)以及行程時(shí)間特性和開(kāi)關(guān)速度監(jiān)測(cè)。

機(jī)械振動(dòng)監(jiān)測(cè)指的是在高壓斷路器合閘與分閘的過(guò)程中，將操動(dòng)機(jī)械和連動(dòng)機(jī)械等機(jī)械化的運(yùn)動(dòng)軌跡轉(zhuǎn)化成沖擊振動(dòng)的響應(yīng)信號(hào)。工作人員可以從這些信號(hào)的波段記錄中確定高壓斷路器的機(jī)械動(dòng)作狀態(tài)。

合分閘圈電流監(jiān)測(cè)一般采用的是補(bǔ)償式霍爾電流互感器，專門(mén)檢測(cè)高壓斷路器開(kāi)關(guān)合分閘的線圈電流波形。工作人員可以將在線監(jiān)測(cè)的電流波形和正常的電流波形進(jìn)行重合比較，就能找出高壓斷路器開(kāi)關(guān)機(jī)械的異常情況和故障位置。

行程時(shí)間特性和開(kāi)關(guān)速度的在線監(jiān)測(cè)是在操動(dòng)機(jī)構(gòu)直線運(yùn)動(dòng)的線桿上安裝直線式廣電編碼傳感器，或是在操動(dòng)機(jī)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)軸上安裝增量式旋轉(zhuǎn)光電編碼器傳感器。利用傳感器檢測(cè)高壓斷路器中開(kāi)關(guān)操作動(dòng)觸頭的行程波形。再通過(guò)計(jì)算得出開(kāi)關(guān)速度，結(jié)合行程的時(shí)間特性，診斷高壓斷路器的機(jī)械性能是否良好。

1004-7026（2016）01-0099-01中國(guó)圖書(shū)分類號(hào)：TM764

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本文10.16675/j.cnki.cn14-1065/f.2016.01.68

許燕雯（1966-）,女,工程師，研究方向:電氣工程。