在線監(jiān)測技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用分析

秦凱

摘要：在線監(jiān)測技術(shù)[1-7]在我國已經(jīng)有十幾年的發(fā)展了，其用處便是在被測設(shè)備正在運(yùn)行的時(shí)候，在線監(jiān)測設(shè)備的狀況。在電力的整個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，變電設(shè)備是最基本也是最關(guān)鍵的，沒有設(shè)備整個(gè)系統(tǒng)便無法運(yùn)行。因此變電設(shè)備如果出現(xiàn)一點(diǎn)問題，都有可能對電力系統(tǒng)產(chǎn)生巨大的影響，然而在線監(jiān)測技術(shù)的出現(xiàn)，能夠大大減少設(shè)備出現(xiàn)故障的情況，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率。變電檢修主要是對電力系統(tǒng)進(jìn)行維修工作，負(fù)責(zé)的有更換、檢修、隔離開關(guān)、調(diào)試斷路器等。但是，不管是變電檢修還是在線監(jiān)測，目的與作用都是讓電力系統(tǒng)得到正常運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：在線監(jiān)測技術(shù);變電檢修;應(yīng)用

1 變電檢修中應(yīng)用在線監(jiān)測的意義

在線監(jiān)測技術(shù)經(jīng)過十幾年的快速發(fā)展，其應(yīng)用效果已經(jīng)得到廣泛認(rèn)可和全面驗(yàn)證。在線監(jiān)測技術(shù)通過多種傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備工作情況的全方位監(jiān)控，智能化的在線監(jiān)測設(shè)備還能將采集到的數(shù)據(jù)與設(shè)定值進(jìn)行比對并調(diào)節(jié)，初步實(shí)現(xiàn)了變電設(shè)備自修復(fù)和自調(diào)整目標(biāo)。另外，變電設(shè)備一旦發(fā)生故障，造成的經(jīng)濟(jì)損失往往較大，使用在線監(jiān)測技術(shù)記錄和監(jiān)測設(shè)備使用的全過程，一旦發(fā)生故障，設(shè)備故障之前的運(yùn)行數(shù)據(jù)能夠?yàn)榧夹g(shù)人員提供故障分析與故障排除的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和分析依據(jù)，大大降低設(shè)備維修時(shí)間。

2 在線監(jiān)測技術(shù)在變電檢修中的應(yīng)用

2.1 環(huán)網(wǎng)柜在線監(jiān)測應(yīng)用

2.1.1 環(huán)網(wǎng)柜局部放電在線監(jiān)測

局部放電初期是在一個(gè)很小的區(qū)域內(nèi)，此時(shí)還沒有形成連續(xù)的放電通道。電荷釋放會影響絕緣介質(zhì)的介電性能，材質(zhì)絕緣性能的下降受放電劇烈程度的影響，放電程度越高，則絕緣性能下降越快。環(huán)網(wǎng)柜局部放電在線監(jiān)測就是要在絕緣部件失效之前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障。局部放電的電壓變化和電流情況，相對于變電設(shè)備而言非常微小，同時(shí)由于周圍存在較強(qiáng)的電磁干擾，準(zhǔn)確檢測環(huán)網(wǎng)柜局部放電具有一定難度。

2.1.2 環(huán)網(wǎng)柜絕緣性能在線監(jiān)測

環(huán)網(wǎng)柜絕緣性能對于設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性影響非常顯著，在使用過程中，絕緣老化是一種漸進(jìn)的緩慢過程，傳統(tǒng)檢測手段難以發(fā)現(xiàn)這一類潛在風(fēng)險(xiǎn)。環(huán)網(wǎng)柜絕緣性能的在線監(jiān)測能夠?qū)崟r(shí)掌握環(huán)網(wǎng)柜工作狀態(tài)，將環(huán)境因素、漏電強(qiáng)度等信號進(jìn)行收集和傳輸，并通過多種對比手段和內(nèi)置程序完成工作狀態(tài)對比，在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)故障隱患。

2.2 高壓斷路器在線監(jiān)測應(yīng)用

2.2.1 高壓斷路器機(jī)械性能在線監(jiān)測

根據(jù)有關(guān)資料顯示，斷路器設(shè)備的損壞有80%是由于機(jī)械性能遭到破壞引起的，因此，對于高壓斷路器的機(jī)械性能進(jìn)行在線監(jiān)測十分重要?，F(xiàn)階段，針對于高壓斷路器進(jìn)行在線監(jiān)測的主要方式包括：斷路器工作行程在線監(jiān)測、震動(dòng)信號在線監(jiān)測、斷路器工作速度在線監(jiān)測等。機(jī)械穩(wěn)定性較高的斷路器峰值變化相對穩(wěn)定，同時(shí)峰值出現(xiàn)的時(shí)間差也相對穩(wěn)定。高壓斷路器機(jī)械性能在線監(jiān)測最常使用的傳感器是光電傳感器，可實(shí)現(xiàn)物理信號向電信號的轉(zhuǎn)化，同時(shí)記錄脈沖信號，計(jì)算相應(yīng)的速度與行程數(shù)據(jù)。

2.2.2 高壓斷路器觸頭壽命在線監(jiān)測

高壓斷路器觸頭壽命在線監(jiān)測的原理可以理解為記錄斷路器斷開和閉合過程中的數(shù)據(jù)曲線，統(tǒng)計(jì)電流通過開關(guān)前后的損失量，在此基礎(chǔ)上與斷路器額定損耗值相對比，綜合判定觸頭的磨損量，最終以觸頭磨損情況判斷觸頭壽命。

2.3 變電設(shè)備溫度在線監(jiān)測

在線監(jiān)測技術(shù)對變電設(shè)備溫度的檢測主要使用紅外熱成像儀和導(dǎo)線連接兩種方式。其中導(dǎo)線連接分為固定式和可移動(dòng)式，設(shè)備一旦出現(xiàn)接觸不良，引起局部溫度上升，進(jìn)一步加劇接觸位置的電阻，并引發(fā)局部放電。技術(shù)人員可將導(dǎo)電裝置和開關(guān)相連接，如果內(nèi)部溫度超過設(shè)定值，則會觸發(fā)自動(dòng)報(bào)警，告知檢修人員入場進(jìn)行故障排除。相比而言，紅外熱成像儀工作原理更加簡單，使用也更為靈活。

2.4 電能質(zhì)量在線監(jiān)測

電能質(zhì)量在線監(jiān)測是在線監(jiān)測技術(shù)智能化引用的一個(gè)典型案例，電能質(zhì)量管理的原理分析如下：首先是通過電流、電壓等多種電能指標(biāo)的檢測和數(shù)據(jù)收集，記錄電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，建立相應(yīng)的工作日志;其次根據(jù)內(nèi)置的各類信號范圍，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與分類，逐層分析電能質(zhì)量;再次識別數(shù)據(jù)中的干擾信息并進(jìn)行剔除，如干擾信號反復(fù)出現(xiàn)并且出現(xiàn)頻率呈現(xiàn)上升趨勢，則應(yīng)按照故障進(jìn)行處理;最終結(jié)合上述各類信號，綜合評定電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量，給出相應(yīng)建議。

3 在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用案例

3.1 高壓斷路器的在線監(jiān)測

3.1.1機(jī)械設(shè)備性能的監(jiān)測

經(jīng)過大量的調(diào)查，我們可以知道大部分的問題都是由于斷路器失去了機(jī)械性能，從而才會導(dǎo)致在運(yùn)行過程中斷路器出現(xiàn)了故障的情況。因此，我們要十分重視監(jiān)測高壓斷路器的機(jī)械性能。像速度的監(jiān)測、操作時(shí)震動(dòng)信號的監(jiān)測以及工作行程的監(jiān)測等都是檢測性能的方式。時(shí)間監(jiān)測以及工作行程的監(jiān)測都是通過使用光電傳感器，將發(fā)生變化的物理量轉(zhuǎn)變?yōu)榱嗣}沖信號，并且對于信號產(chǎn)生的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄與整理，經(jīng)過處理過后計(jì)算出觸頭在工作時(shí)的速度。

3.1.2高壓斷路器觸頭壽命的監(jiān)測

電流的數(shù)據(jù)主要是以電流互感器的第二次測量為準(zhǔn)，由開關(guān)輔助點(diǎn)的銜接時(shí)間來確定具體的時(shí)間。在日常的運(yùn)行過程中。有一部分的可能是因?yàn)槌霈F(xiàn)了觸頭磨損的情況。因此我們需要將觸頭的磨損值作為其壽命的依據(jù)來進(jìn)行判斷其觸頭是否要進(jìn)行更換或者維修。

3.2 絕緣子的在線監(jiān)測

在電力系統(tǒng)中，變電設(shè)備經(jīng)過長時(shí)間的使用過后，其絕緣性會逐漸降低，甚至是消失，從而影響電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。為了能夠有效解決該問題，我們則需要加強(qiáng)對變電設(shè)備絕緣體的在線監(jiān)測。我們要知道絕緣子在運(yùn)行的時(shí)候非常容易受到外界因素的干擾，特別像是突然變化的氣溫、驟降的大雨等等，都有可能讓絕緣子的電阻減小，或是使得絕緣子出現(xiàn)裂痕，甚至還有可能被擊穿，從而降低電力運(yùn)輸?shù)姆€(wěn)定性與安全性。正因?yàn)榻^緣子容易受到外界影響的特點(diǎn)，因此我們想要對其進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測的話，那么絕緣子的安置地點(diǎn)就顯得格外重要。然而，到目前為止，我們還尚未找到一個(gè)極其適合的位置來安裝絕緣子，這使得很多電力企業(yè)都感到非常頭疼。

現(xiàn)階段，檢測絕緣子常用的方法有兩種：一個(gè)是電量的測量，另一個(gè)是非電量的測量。電量的測量主要是通過電壓的分布測量以及絕緣電阻等方式進(jìn)行的。而非電量的測量則是采用紅外線和激光多普勒振動(dòng)的方式來進(jìn)行的。根據(jù)這兩種方式的實(shí)際使用效果看來，其優(yōu)勢還是非常明顯的。

3.3 電能質(zhì)量的在線監(jiān)測

電能質(zhì)量的在線監(jiān)測也是十分有必要的，若是電能的質(zhì)量沒有保障，那么即便能進(jìn)行電力運(yùn)輸，那也是不過關(guān)的。首先，我們應(yīng)該分層監(jiān)測質(zhì)量指標(biāo)出現(xiàn)問題的地方，提取出相應(yīng)的信息，為電能質(zhì)量問題做出一定的依據(jù)。其次，我們要實(shí)時(shí)采集電能質(zhì)量的數(shù)據(jù)，確保該數(shù)據(jù)是準(zhǔn)確無誤，并且有效的，由此我們才能夠根據(jù)這些數(shù)據(jù)精準(zhǔn)地分析出電力系統(tǒng)的運(yùn)行狀況。最后，我們要為電網(wǎng)安全提供優(yōu)質(zhì)條件，對電能質(zhì)量的指標(biāo)進(jìn)行全面綜合的評價(jià)，并優(yōu)化系統(tǒng)監(jiān)測的手段。

4 結(jié)語

綜上所述，在線監(jiān)測技術(shù)能夠大大降低監(jiān)測的工作強(qiáng)度，提升監(jiān)測質(zhì)量，同時(shí)在線監(jiān)測能夠?qū)崿F(xiàn)24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測，能夠在第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)和報(bào)告設(shè)備異常情況，并進(jìn)行報(bào)警。該項(xiàng)技術(shù)在變電檢修中運(yùn)用，能夠有效提升變電設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量，提升電網(wǎng)運(yùn)行安全系數(shù)。通過上文的分析可以看出，未來在線監(jiān)測一定是向著更加智能的方向發(fā)展，借助于大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變電檢修的自動(dòng)化和智能化。

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