變電檢修中在線監(jiān)測技術(shù)研究

劉金昊 張厲男 李艷

摘 要：變電站是電力系統(tǒng)中的關(guān)鍵部分，也是一個非常復(fù)雜的系統(tǒng)。在電力調(diào)度自動化的今天，運(yùn)行過程中發(fā)生故障在所難免。變壓器的故障直接影響電能的輸送質(zhì)量，因此變電站的故障檢修則十分重要。該文對變電檢修在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行概述，分析在線監(jiān)測技術(shù)的工作原理與關(guān)鍵技術(shù)，將很多較為嚴(yán)重的事故防患于未然，以期為研究人員提供理論參考和依據(jù)。

關(guān)鍵詞：變電 檢修 在線 監(jiān)測

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（b）-0087-02

隨著電力調(diào)度自動化系統(tǒng)的廣泛普及，智能電網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展。變電檢修工作在在線監(jiān)測技術(shù)的輔助下，促使運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的狀態(tài)檢修成為變電檢修的主流模式。基本上可以實(shí)現(xiàn)所有變電站的不停電變壓器檢修，以及對高壓電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測，使變壓器長時間運(yùn)行在穩(wěn)定安全的狀態(tài)下，準(zhǔn)確評估高壓電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。從根本上防止因為變壓器惡性事故造成電網(wǎng)安全意外的發(fā)生，因此在線監(jiān)測技術(shù)的研究成為國內(nèi)外電力行業(yè)的熱門研究方向。

1 變電行業(yè)在線監(jiān)測的發(fā)展現(xiàn)狀

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的大力發(fā)展，變電行業(yè)也迎來了快速發(fā)展的契機(jī)，對電力設(shè)備進(jìn)行科學(xué)合理的檢測，是確保我國變電行業(yè)快速穩(wěn)定發(fā)展的基礎(chǔ)，也是促進(jìn)電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的前提。近幾年出現(xiàn)的在線監(jiān)測技術(shù)在一定程度上大大提升了電力檢測的速度和質(zhì)量，傳統(tǒng)的定期檢測已經(jīng)被狀態(tài)監(jiān)測所替代，狀態(tài)監(jiān)測可靠的檢測質(zhì)量和簡潔快速的檢測技術(shù)，已被國內(nèi)外電力系統(tǒng)所認(rèn)同和接受，逐步成為電力設(shè)備檢修的必然趨勢。在過去幾十年，我國的電力設(shè)備都是通過定期檢查來防范和檢測，這樣就會出現(xiàn)有的地方重復(fù)檢測，有的地方檢測不到的尷尬局面，而在線檢測技術(shù)的完善和發(fā)展大大改觀了這種傳統(tǒng)的檢測方式。尤其是對一些局部放電的設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測有著不可替代的優(yōu)勢，所以國家電力部門一直在倡導(dǎo)在線監(jiān)測技術(shù)，全面推廣電力設(shè)備的狀態(tài)檢修，引進(jìn)智能檢測技術(shù)和設(shè)備智能化監(jiān)控等技術(shù)。另外，還要加強(qiáng)對檢測人員進(jìn)行安全工器具的重要性認(rèn)識的再次學(xué)習(xí)和督導(dǎo)，確保所檢測的安全工器具與個人勞動保護(hù)用具處于安全狀態(tài)，杜絕因工器具存在的安全隱患而帶來的任何風(fēng)險，不能因為近期工作任務(wù)重，就放松對安全工器具試驗的工作要求。

2 變電檢修在線監(jiān)測技術(shù)分析

在線監(jiān)測指的是在狀態(tài)檢修時，以SCM為基站、GSM/GPRS通訊模塊為紐帶。運(yùn)用各類傳感器與測量方式，實(shí)現(xiàn)變壓器檢修的“化整為零”。對反映出高壓電設(shè)備工作狀態(tài)的一些化學(xué)、物理參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，使變壓器故障的“防患于未然”。通過數(shù)據(jù)分析監(jiān)測設(shè)備是否在正常運(yùn)行，對變壓器內(nèi)的異常放電電流和漏電進(jìn)行記錄。通過實(shí)時監(jiān)控的方式進(jìn)行，與變壓器溫度監(jiān)測、負(fù)荷監(jiān)測等系統(tǒng)合并數(shù)據(jù)。

（1）變電檢修在線監(jiān)測主要包括重點(diǎn)維護(hù)性監(jiān)測和日常保護(hù)性監(jiān)測，包含變壓器油在線監(jiān)測、鐵芯接地監(jiān)測、繞組變形監(jiān)測等諸多方面。重點(diǎn)維護(hù)性監(jiān)測指的是通過實(shí)時監(jiān)控或定期檢查，以決定變壓器是否應(yīng)該進(jìn)行檢修。通過發(fā)現(xiàn)監(jiān)測設(shè)備的缺陷避免嚴(yán)重故障的發(fā)生，對于變壓器的異常震動和基礎(chǔ)松動現(xiàn)象及時進(jìn)行分析。日常保護(hù)性監(jiān)測通過對設(shè)備實(shí)時運(yùn)行的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)對變壓器的實(shí)時體檢。在易發(fā)生故障處設(shè)置專門的傳感器，制定檢修方案。實(shí)時反映設(shè)備的工作情況，設(shè)立變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)。一旦出現(xiàn)問題及時預(yù)警進(jìn)行檢修，幫助自動化調(diào)度中心隨時了解變壓器的微小故障的發(fā)生頻率。

（2）對高壓電設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢修中在線監(jiān)測通過布置在設(shè)備上的各類光、溫度等傳感器，準(zhǔn)確得出變壓器的隱患類型。監(jiān)測設(shè)備的各類物理、化學(xué)參數(shù)，充分發(fā)揮在線監(jiān)測的優(yōu)勢。將這些數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸、信號轉(zhuǎn)化，實(shí)時得到變壓器故障。通過信息處理技術(shù)進(jìn)行采集和處理，記錄開關(guān)的每一次合、分操作時的運(yùn)行速度和時間。最后將信息傳輸?shù)街锌厥冶O(jiān)控主機(jī)的服務(wù)器內(nèi)，分析其變化可發(fā)現(xiàn)較多機(jī)械故障的隱患。監(jiān)測人員待在中控室可以監(jiān)控變電站所有高壓電設(shè)備的運(yùn)行工作情況，根據(jù)斷路器的行程—時間特性可以提取各種機(jī)械動作參數(shù)。這種監(jiān)測方式較為靈活，影響正常機(jī)械性能的原因都可以從監(jiān)測中反映出來，便于開展設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)分析、診斷，實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)在線監(jiān)測有著非常重大的意義。

（3）我國近年來電力企業(yè)已投人大量的資金對該領(lǐng)域進(jìn)行了深入研究，對高壓電設(shè)備的在線監(jiān)測技術(shù)已有較多研究。開發(fā)了很多種類質(zhì)量在線監(jiān)測系統(tǒng)，以監(jiān)測變壓器的運(yùn)行狀態(tài)；對各種指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時更新測量與數(shù)據(jù)采集，保證變壓器正常運(yùn)行；保證對電力系統(tǒng)基本運(yùn)行工況的觀察、記錄及動態(tài)分析，既可以降低成本，也不會造成故障漏報；針對指標(biāo)的具體特征對問題進(jìn)行分層檢測，完成對變壓器的實(shí)時監(jiān)測；為制定改善電能質(zhì)量和治理電網(wǎng)污染的具體措施提供可信的依據(jù)，較為適用于對變壓器進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警和現(xiàn)場的初步故障診斷。

3 變電檢修中在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用

在線監(jiān)測就是通過變電企業(yè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)等，對設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測。通過監(jiān)測設(shè)備在線顯示各變電設(shè)備的使用情況和狀態(tài)參數(shù)，采用可靠的電壓、電流傳感器，以提高電力設(shè)備的健康水平和電網(wǎng)電能質(zhì)量，得出在線監(jiān)測的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，從而對高壓開關(guān)機(jī)械系統(tǒng)的相應(yīng)狀態(tài)進(jìn)行有效診斷。其主要分為變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)、震動在線監(jiān)測、繞組變形監(jiān)測等諸多方面，以此來保證對電力系統(tǒng)基本運(yùn)行工況的觀察、記錄及動態(tài)分析。

（1）在線監(jiān)測工作主要目標(biāo)是完成對各種擾動信息的識別、提取和分析，綜合每個監(jiān)測到的指標(biāo)特征。具有事故診斷能力，并進(jìn)行科學(xué)的動態(tài)分析工作。完整了解電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件，準(zhǔn)確識別與提取各種監(jiān)測信息。對電能質(zhì)量各項指標(biāo)進(jìn)行綜合評價，并對其進(jìn)行理性分析。優(yōu)化整個系統(tǒng)的監(jiān)測體系，對不同種類的電能質(zhì)量的指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時更新與測量。通過數(shù)據(jù)的采集，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交流。實(shí)現(xiàn)對變壓器的實(shí)時體檢，為制定改善電能質(zhì)量和治理電網(wǎng)污染的具體措施提供可信的依據(jù)。

（2）對于電力系統(tǒng)運(yùn)行狀況進(jìn)行觀察和記錄，對電網(wǎng)在線監(jiān)測有著非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。設(shè)立變壓器在線監(jiān)測系統(tǒng)，對各種指標(biāo)進(jìn)行實(shí)時更新測量與數(shù)據(jù)采集。與變壓器溫度監(jiān)測、負(fù)荷監(jiān)測等系統(tǒng)合并數(shù)據(jù)，對電能質(zhì)量各項指標(biāo)進(jìn)行綜合評價。對變壓器內(nèi)的異常放電電流和漏電電流做出記錄，完成對多種擾動信息的識別、提取和分析。對于鐵芯的變形、松動等故障記錄，針對各質(zhì)量指標(biāo)的具體特征對電能質(zhì)量問題進(jìn)行分層檢測。對于變壓器氧化鋅避雷器的壽命和可靠性分析，優(yōu)化整個系統(tǒng)的監(jiān)測體系。對于變壓器的異常震動和基礎(chǔ)松動現(xiàn)象分析，完整了解電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、優(yōu)質(zhì)運(yùn)行的技術(shù)經(jīng)濟(jì)條件。

（3）隨著電力技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，通過變電企業(yè)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信息管理系統(tǒng)、分散控制系統(tǒng)幫助自動化調(diào)度中心隨時了解變壓器的微小故障的發(fā)生頻率，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享與交流。在線監(jiān)測技術(shù)作為一種新型的監(jiān)測手段，具有事故診斷能力。將其逐漸應(yīng)用到變電維修中，以此來提高電力設(shè)備的健康水平和電網(wǎng)電能質(zhì)量，極大地提高變電檢修的效果，保證電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。通過監(jiān)測設(shè)備在線顯示各變電設(shè)備的使用情況和狀態(tài)參數(shù)，對變電站的智能程度和穩(wěn)定程度的提高具有十分重要的作用和意義。

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