淺談?shì)斪冸娫O(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)研究及應(yīng)用

劉香美 謝童 王松

摘 要：隨著人們生活水平的逐步提高，對(duì)于用電量的需求也不斷擴(kuò)大，加強(qiáng)供電過程中的安全管理至關(guān)重要。而輸變電設(shè)備作為保障供電正常的重要內(nèi)容，對(duì)其進(jìn)行監(jiān)測(cè)也是十分必要的。輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅為智能電網(wǎng)的高效運(yùn)作提供了重要支撐，同時(shí)也積極促進(jìn)了供電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。本文結(jié)合理論與實(shí)踐，對(duì)輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行研究分析。旨在進(jìn)一步了解在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的同時(shí)，促進(jìn)該項(xiàng)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。

關(guān)鍵詞：輸變電設(shè)備；避雷在線監(jiān)測(cè)技術(shù)；變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)；電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

隨著城市化進(jìn)程的加快，社會(huì)用電量與日俱增，在電力輸送過程中，加大了安全隱患的存在。輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用，不僅有效地保障了輸電安全、可靠，同時(shí)也為智能電網(wǎng)的進(jìn)一步發(fā)展提供了巨大的推動(dòng)力。在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，輸變電設(shè)備在線檢測(cè)技術(shù)的作用越來越突出。當(dāng)前，主要的輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)有避雷器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)、變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)以及電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)等。本文主要對(duì)變壓器、避雷器以及電纜這三類主要設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)技術(shù)及其應(yīng)用進(jìn)行研究分析。

1 輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的概念

輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)指的是在供電企業(yè)持續(xù)供電的過程中，對(duì)各電力設(shè)備進(jìn)行周期性的或者是連續(xù)性的自動(dòng)監(jiān)測(cè)，主要由在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)這一功能。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由綜合監(jiān)測(cè)單元、站端監(jiān)測(cè)單元以及監(jiān)測(cè)裝置組成的，能夠?qū)嵕€數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理、存儲(chǔ)以及轉(zhuǎn)發(fā)等功能。

2 常見的幾種輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

2.1 避雷器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

通常，避雷器的故障特征是電阻片老化或者受潮，從而導(dǎo)致元件出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象。在輸變電設(shè)備的管理中，漏電流大小是評(píng)價(jià)避雷器運(yùn)行質(zhì)量的重要指標(biāo)。漏電流主要由容性電流與阻性電流組成，其中阻性電流與電壓相位相同，容性電流的相位要超前電壓相位90°。所以避雷器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)主要監(jiān)測(cè)的是阻性泄漏電流，常用的方法有：諧波分析法、基波法以及常規(guī)補(bǔ)償法[1]。其中，諧波分析法采用的是和諧波分析技術(shù)以及數(shù)字化測(cè)量技術(shù)，從泄漏的電流中分離出阻性電流基波值。這一方法需要以電壓信號(hào)作為參考依據(jù)，但測(cè)量結(jié)果的誤差較小。

2.2 變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

通常，變壓器在線監(jiān)測(cè)的范圍主要有變壓器油色譜監(jiān)測(cè)、變壓器局部放電監(jiān)測(cè)、變壓器繞組變形監(jiān)測(cè)以及鐵芯接地電流監(jiān)測(cè)。對(duì)變壓器油色譜監(jiān)測(cè)主要采用的是油氣分離技術(shù)以及氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)[2]。分離技術(shù)主要采用的方法是薄膜脫氣法，氣體監(jiān)測(cè)技術(shù)采用的是氣相色譜法語光聲光譜法；變壓器局部放電監(jiān)測(cè)主要是根據(jù)變壓器局部放電特性，采用脈沖電流法、放電能量檢測(cè)法、射頻法以及超聲波法等進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)；繞組變形監(jiān)測(cè)的主要方法有短路電抗測(cè)試、振動(dòng)信號(hào)分析、頻率響應(yīng)分析等，繞組是變壓器故障發(fā)生最多的部件，對(duì)其實(shí)行在線監(jiān)測(cè)，對(duì)于保障供電穩(wěn)定有非常積極的作用；鐵芯接地電流在線監(jiān)測(cè)是變壓器在線監(jiān)測(cè)技術(shù)中非常關(guān)鍵的組成部分，現(xiàn)有的研究資料表明，鐵芯故障占變壓器事故的1/3，而鐵芯故障發(fā)生的主要原因是鐵芯多點(diǎn)接地。鐵芯多點(diǎn)接地與單點(diǎn)接地情況下的電流差值較大，而國家最新標(biāo)規(guī)中規(guī)定該電流必須低于0.1A。因此，通過對(duì)鐵芯接地實(shí)施在線監(jiān)測(cè)，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障，在當(dāng)前的鐵芯接地監(jiān)測(cè)中，應(yīng)用較多的是穿心電流傳感器[3]。

2.3 電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

電纜在線監(jiān)測(cè)技術(shù)覆蓋的主要范圍是電纜局部放電監(jiān)測(cè)以及電纜光纖溫度監(jiān)測(cè)[4]。在電纜工作中，交流電容易摻入雜質(zhì)或者殘留氣泡，當(dāng)雜質(zhì)和氣泡擊穿電壓時(shí)，就容易產(chǎn)生局部放電現(xiàn)象。當(dāng)這一問題產(chǎn)生時(shí)，易產(chǎn)生超聲波、電脈沖、電磁波或者光和熱等，而電纜局部放電監(jiān)測(cè)通過超聲波檢測(cè)法、超高頻檢測(cè)法以及高頻電流監(jiān)測(cè)法對(duì)其進(jìn)行有效的在線監(jiān)測(cè)。電纜光纖溫度在線監(jiān)測(cè)主要是對(duì)電纜外層溫度實(shí)施監(jiān)測(cè)，并計(jì)算出電纜線芯的溫度，從而有效地實(shí)現(xiàn)電纜輸電能力

在線監(jiān)測(cè)的目的，其溫度測(cè)量原理圖如下圖所示。

當(dāng)前，對(duì)光纖測(cè)溫采用較多的是分布型光纖測(cè)溫系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有可連續(xù)多點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行測(cè)溫的特點(diǎn)，并且具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、抗干擾性強(qiáng)、兼容性好、測(cè)距長、精度高等優(yōu)點(diǎn)[5]。

3 結(jié)束語

輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅具有低溫、高溫環(huán)境下工作與自動(dòng)加熱的功能，同時(shí)還具有遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，因此將我國電網(wǎng)的發(fā)展推向了新的層次[6]。輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)不僅技術(shù)含量高，而且在電網(wǎng)中的作用也越來越突出。展望未來，輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)必然會(huì)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步以及經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而不斷地改進(jìn)與創(chuàng)新。在實(shí)際應(yīng)用中，操作人員應(yīng)秉持科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度對(duì)其進(jìn)行深入探究與分析，研發(fā)出更加有利于電網(wǎng)發(fā)展的輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)。

參考文獻(xiàn)

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[6]顏凱，劉楊.輸變電設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)現(xiàn)狀和前景展望[J].中國科技博覽，2015，（34）：314.