變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用剖析

唐煒

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司新寧縣供電分公司湖南新寧422700）

變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用剖析

唐煒

（國(guó)網(wǎng)湖南省電力公司新寧縣供電分公司湖南新寧422700）

變電設(shè)備與人們的生產(chǎn)和生活有著一定的聯(lián)系，加強(qiáng)變電檢修、提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性具有重要意義。在線的監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用在變電檢修中發(fā)揮著重要的作用，本文對(duì)變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的概念以及其具體應(yīng)用進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析，以期為變電檢修工作提供一些參考。

變電檢修；在線監(jiān)測(cè)；技術(shù)應(yīng)用；剖析

1 引言

變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的研究與應(yīng)用，不僅能夠有效地保障了供電安全、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。因而，在科學(xué)技術(shù)迅速發(fā)展的今天，加強(qiáng)變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析有著十分重要的意義。

2 變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的概念

2.1 在線監(jiān)測(cè)概念

在線監(jiān)測(cè)顧名思義，即對(duì)狀態(tài)進(jìn)行檢修時(shí)，利用各種傳感器以及測(cè)量的方式監(jiān)測(cè)高壓電設(shè)備的工作時(shí)的化學(xué)以及物理參數(shù)。其主要目的在于能夠利用這些數(shù)據(jù)，監(jiān)測(cè)設(shè)備是否處于正常運(yùn)行的狀態(tài)。在線監(jiān)測(cè)則主要是通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控的方式進(jìn)行，其主要包含重點(diǎn)維護(hù)性的監(jiān)測(cè)以及日常保護(hù)性的監(jiān)測(cè)。其中，重點(diǎn)維護(hù)性的監(jiān)測(cè)主要是實(shí)時(shí)監(jiān)控或者定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢查，確保設(shè)備無(wú)缺陷存在，防止出現(xiàn)嚴(yán)重的事故；日常保護(hù)性的監(jiān)測(cè)，則主要是監(jiān)測(cè)設(shè)備的實(shí)時(shí)運(yùn)行參數(shù)，將專門的傳感器設(shè)置在容易發(fā)生故障的地方，便于及時(shí)的將設(shè)備的工作情況反映出來(lái)，一旦有問(wèn)題出現(xiàn)，則可以立即發(fā)出預(yù)警并進(jìn)行檢修。

2.2 在線監(jiān)測(cè)的內(nèi)容

檢修高壓電設(shè)備時(shí)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)主要包含有監(jiān)測(cè)信號(hào)、采集傳感器的數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)。主要內(nèi)容包含：利用設(shè)備上的各類傳感器對(duì)設(shè)備的物理、化學(xué)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并利用網(wǎng)絡(luò)傳輸這些數(shù)據(jù)，進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)化，利用信息處理技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和處理，而后向中控室監(jiān)控主機(jī)的服務(wù)器進(jìn)行信息的傳輸，一般光纖和電纜為其傳輸?shù)妮d體。

3 變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用分析

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

3.1.1 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。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。

3.1.2 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)。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(yǔ)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(guó)家最新標(biāo)規(guī)中規(guī)定該電流必須低于0.1A。因此，通過(guò)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。

3.1.3 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)。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(wèn)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(guò)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。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(jiǎn)單、抗干擾性強(qiáng)、兼容性好、測(cè)距長(zhǎng)、精度高等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 應(yīng)用實(shí)例

本文將以IM-2、WYJ-Ⅰ型在線監(jiān)測(cè)裝置為研究實(shí)例，詳細(xì)探究變電設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)技術(shù)應(yīng)用。

3.2.1 M-2、WYJ-Ⅰ型在線監(jiān)測(cè)裝置簡(jiǎn)介

IM-2型在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)組成及工作原理

主機(jī)和傳感器組成了IM-2型便攜式絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主機(jī)部分主要包含兩臺(tái)586便攜式計(jì)算機(jī)以及一臺(tái)采集數(shù)據(jù)的機(jī)器和相應(yīng)的附件，在被檢測(cè)設(shè)備的接地線上固定好傳感器，技術(shù)人員將主機(jī)部分?jǐn)y帶到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，IM-2型便攜式絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖1。

圖1 絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)圖

電壓傳感器的輸入端跟母線電壓互感器二次側(cè)1001～3端子連接，該信號(hào)在隔離、變換后會(huì)進(jìn)入到數(shù)據(jù)采集器，在被檢測(cè)的設(shè)備的地線上安裝電流互感器，電流信號(hào)經(jīng)過(guò)電流傳感器，在隔離變換后會(huì)進(jìn)入數(shù)據(jù)采集器，精度較高的數(shù)據(jù)采集信號(hào)調(diào)理模塊會(huì)跟隨、I/V轉(zhuǎn)換、低通濾波、程控放大輸入的傳感器信號(hào)，控制邏輯控制著A/D轉(zhuǎn)換芯片，并輪流采樣U、I交流信號(hào)，并進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換而后一并存入到儲(chǔ)存器中，將便攜機(jī)的打印口跟數(shù)據(jù)采集進(jìn)行連接，以便控制好數(shù)據(jù)采集器，并傳送數(shù)據(jù)，傳感器采集到的電壓信號(hào)U（t）和電流信號(hào)i（t）通過(guò)屏蔽電纜傳送到數(shù)據(jù)采集器的電壓、電流信號(hào)輸入端，而后便攜機(jī)會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、采樣以及轉(zhuǎn)換模數(shù)控制，而后再利用便攜式計(jì)算機(jī)分析計(jì)算電壓以及電流的數(shù)字序列，從而得到U、I、f、C等各種絕緣參數(shù)和諧波參數(shù)，并在計(jì)算機(jī)屏幕上有所顯示。

3.2.2 WYJ-Ⅰ型在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

（1）系統(tǒng)組成及工作原理

WYJ-Ⅰ系統(tǒng)主要組成儀表有：系統(tǒng)主屏、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)、站端主控系統(tǒng)、信號(hào)傳感器、信號(hào)傳輸電纜以及監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。通常系統(tǒng)主屏主的尺寸為2360×800×600，而站端主控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、穩(wěn)壓電壓會(huì)被設(shè)置在主屏內(nèi)。信號(hào)傳感器則分為穿芯式和分壓式兩種類型，每組傳感器會(huì)相應(yīng)的配備一臺(tái)信號(hào)處理控制單元，也可以稱之為智能前端。信號(hào)傳擂電纜主要有三種不同的類型，分別為：①雙屏蔽同軸電纜，其能夠用來(lái)測(cè)量信號(hào)的傳擂，外對(duì)接地進(jìn)行屏蔽，內(nèi)對(duì)信號(hào)接地進(jìn)行屏蔽，而信號(hào)線則為芯線。屏蔽用作信號(hào)接地，芯線作信號(hào)線。②二芯屏蔽雙紋線，其截面積為0.5～0.75mm2，一般被當(dāng)做程控信號(hào)線。③二芯屏蔽線，截面積在1mm2左右，一般為當(dāng)做智能前端電源線。而遠(yuǎn)程監(jiān)視系統(tǒng)一般會(huì)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行配置，其傳送數(shù)據(jù)的模式可以直接進(jìn)局域網(wǎng)也可以利用調(diào)制調(diào)節(jié)器經(jīng)過(guò)電話網(wǎng)進(jìn)行傳輸。

（2）功能及監(jiān)測(cè)參數(shù)

此系統(tǒng)一般用于運(yùn)行中的110～500kV電壓等級(jí)的電流互感器、電壓互感器、主變套管、藕合電容器、主變鐵芯、避雷器等，如表1所示。

表1 系統(tǒng)概述

（3）系統(tǒng)的主要功能

①實(shí)時(shí)自動(dòng)檢測(cè)功能

對(duì)超過(guò)110kV的電壓等級(jí)的CT，PT，OY、主變套管的介質(zhì)損耗值、泄漏電流、母線電壓、等值電容進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)，并對(duì)氧化鋅避雷器的全電流、阻性電流進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)。

②手動(dòng)檢測(cè)功能

手動(dòng)進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，并自行選定好設(shè)備的各參數(shù)。

③統(tǒng)計(jì)及繪圖功能

統(tǒng)計(jì)被檢測(cè)設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)，繪制特性曲線。

④智能分析功能

分析所選設(shè)備的誤差參數(shù)，并繪制出誤差概率分布曲線。

⑤對(duì)比分析

縱向或者橫向選擇設(shè)備的產(chǎn)生，并得出變化規(guī)律，從而對(duì)設(shè)備的絕緣狀況進(jìn)行判斷。

⑥報(bào)警功能

分析判斷好所監(jiān)測(cè)設(shè)備后自動(dòng)發(fā)出警示信號(hào)。

4 結(jié)語(yǔ)

總而言之，輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)不但具有較高的技術(shù)含量，并且在電網(wǎng)中發(fā)揮了越來(lái)越重要的作用。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)。

[1]楊光輝.芻議變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2014（33）：195.

[2]王權(quán)剛.解析變電檢修中在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2014（36）：223.

[3]蘇光濤.在線監(jiān)測(cè)技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2014（8）：245.

TM73

A

1004-7344（2016）24-0060-02

2016-8-5

唐煒（1982-），男，助理工程師，本科，主要從事變電檢修工作。