电力系统变电设备在线监测系统应用研究

电力系统变电设备在线监测系统应用研究

眭冰刘延博曲直

（国网辽宁省电力有限公司辽宁省沈阳市110000）

摘要：本文简单分析了电力系统变电设备常用的在线监测技术，同时阐述了在线监测技术的具体应用，最后总结了在线监测技术的设计要求，旨在不断进行电力系统监测技术的改进和创新，促进我国电力行业的健康发展。

关键词：电力系统；变电设备；在线监测系统；应用

一、电力系统变电设备中常用的在线监测技术

（一）介损监测技术

这种监测技术主要在电容型的设备上进行使用，这里所指的电容型设备是指绝缘结构采用的是电容式的设备，常见的设备有耦合电容器、电容式的电压或电流互感器等。介损监测技术通过将该设备的绝缘情况与其他的设备进行比较，就可以对其中的变化进行监测。

（二）局部放电监测技术

局部放电就是产生脉冲信号，同时会引发一定的电磁效应、热效应或光电效应。当出现这种问题时，往往是因为系统发生了绝缘故障。这种监测技术包括电气、化学、光学和声学等监测方法，能够有效地反应系统的绝缘问题。其中，最常见的是声学监测法，通过传感器将声音信号进行收集，然后经过模数转换器对收集到的信号进行分析，再根据时间的间隔来确定故障放电的位置。

（三）油色谱监测技术

这种监测技术是当前常见的监测方式之一，一般情况下，充油电设备在受热时，绝缘材料就会分解货老化，产生氢气、一氧化碳等气体，这些气体大部分会溶解在油中。一旦设备发生故障，这些气体就会加速产生，下图是不同故障类型所产生的气体。因此，通过油色谱监测技术，就能对这一类问题进行分析，找出设备故障。

二、在线监测技术在电力系统变电设备中的应用

（一）互感器

互感器是电力系统的重要组成部分，主要分为电压互感器和电流互感器，这类设备的主要故障就是发生线路的短路问题。在对互感器进行在线监测时，需要重点关注熔断装置的运行，还要对互感开关进行实时检测，根据继电保护的相关要求，对检测的数据进行分析，找出互感器出现的故障和问题。如果熔断器发生故障，就要及时维修或者使用正常的元件进行替换，保证系统的正常运行。

（二）变压器

变压器的故障，就可以利用介损监测法和油色谱分析监测法进行检测，主要检测的内容有开关、回路、气体等方面。在变压器出现故障时，要首先检测线路的连接是否正常，开关是否正常闭合。在电力系统的长期运转中，电力系统会有一定的老化问题，因此，就可以通过一定的油气实验和监测来寻找故障问题，并通过有效的方式解决问题。如果变压器的接线松动或者外壳损坏，就要对变压器进行绝缘的检测，避免变压器出现漏电和漏油事故，一旦问题扩大，就容易造成人员和财产的安全受到威胁。同时，如果变压器受潮或受到外界的影响，也有可能产生漏油事故，因此，气体分析的方法在变压器的监测中占有重要的位置。

（三）断路器

断路器的常见故障是发生拒动或误动问题，甚至还有可能因为故障导致系统温度升高，造成断路器爆炸事故。在线监测技术就是通过监测系统的参数并进行分析，找出故障的根源所在。不同的断路器故障的原因也会不同，例如，断路器如果发生拒动问题，通常是由于元件的接触不良、电压不稳定或者发生了回路短路的问题。在监测断路器参数时，往往会比较复杂，因此，监测人员要根据具体的原因进行合理分析。

（四）隔离开关

隔离开关常常发生的故障是接触不良和温度过高。隔离开关接触不良往往是因为长期的使用中，开关经常活动，就会出现松动导致运行故障，而接触面温度过高主要受到隔离开关的材料和设计工艺的影响。因此，对于隔离开关的在线监测，主要是对温度参数和接触信号参数进行检测，以此来判断该元件的问题。

三、电力系统变电设备在线监测技术的设计探讨

（一）基本功能

在线监测系统作为整个电力系统的大脑，具有重要的意义。在线监测系统通过传感器对各个部分的参数进行收集，通过分析、计算等一系列动作来对整个系统的运行状态进行掌控。同时，在线监测系统还要实现数据的存储功能，以便能够实现故障参数与正常参数的对比，分析故障的种类和位置。因此，在线监测系统要具有很高的灵敏性、安全性和准确性，能够完成数据的收集、分析、整理、存储能一系列动作，保证系统正常运行。电力系统变电设备在线监测技术的主要原理如下图所示：

（二）网络系统

在线监测系统的数据通常是进行分区处理，因此，在各个子系统的网络配置也应该分区设置。电力系统的网络配置一般采用单星型的以太网，配置要尽量的简单，满足信息交流和存储的安全，因此还要具有很强的防攻击能力。

（三）系统分层

电力系统供电在线监测技术的实现，需要通过分层的系统设计。通常监测系统分为间隔层、过程层和站控层。间隔层的主要功能是对某一类型的设备进行在线监测，并进行一系列数据处理。间隔层通常作为系统的主IED（智能电子设备），按照MMS（多媒体短信服务）协议向上一级系统传输数据，同时接受上一级系统的命令指示。过程层就是主要由一些传感器组成，是系统的监测单元，主要完成模拟信号的采集，同时将模拟信号转换成能供系统分析的数字信号，过程层还要能够向主系统进行反馈，同时接受一定的命令和指示，同时具有数据存储的功能。站控层是系统的子站，主要负责进行数据的模数转换，同时进行数据的分析处理，并做出故障的预警和指示，同时还要具有可远程操控的功能。

（四）软件设计

要实现在线监测的设计，还学要功能完整的软件设计来加以支撑。通常情况下，软件要具有分层和模块化功能特点，这样便于系统的更新和扩展。同时，软件要具有很强的内聚性，这样能够便于子系统之间的数据交流和传输。在设计接口的时候，要充分考虑接口的兼容性和扩展性问题。对于电力系统的检测软件，一般要求要具有安全认证、远程控制、数字通信、数据处理等功能。

（五）传感器配置

对于电力检测系统的传感器配置，应该重点考虑一下问题：第一，对于高压设备，要保证内置传感器的使用正常，出厂之前要进行多次试验，同时还要保证其与外部的检测单元连接正常；第二，内部的绝缘材料的传感器的密封性能要好，杂质含量要符合要求，保证绝缘性能良好；第三，传感器的精度要高，不能系统中的传感器要合理选择。

四、结束语

在线监测技术在电力系统变电设备中的使用，能够有效解决系统

故障，维护系统正常运行。在未来的发展中，在线监测技术还要不断地改革和创新，保证电力行业的健康发展。

参考文献：

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