变电站一次设备在线监测数据诊断及运维检修分析石岩

变电站一次设备在线监测数据诊断及运维检修分析石岩

石岩

(徐州供电公司徐州新电高科电气有限公司江苏徐州221000)

摘要：在社会大背景条件下，社会经济得到了飞速发展，城市建设的规模扩大，社会对用电的需求量增多。变电站的稳定运行对保证城市供电系统的正常作业有着重要作用。而电力系统设备的状态检修关系到电力设备的安全运行，对人民群众生产生活用电都有着十分重要的影响。

关键词：变电站一次设备；诊断

引言

人们的生活离不开电，电为人们提供生活便利，为了安全的使用电，需要稳定的电压。这就促使了变电站的产生，随着人民生活水平的提高、消费水平的提高，人们的用电量越来越大，这就加快了电力系统规模的提升。在运行过程中就需要专业的人员进行检修，而且要在不停电的基础上发现运输电的过程的问题，解决问题保证设备的正常运行。

1变电站一次设备的概念

众所周知，变电站内部的设备分为一次和二次，其中一次设备用以实现电力生产、转换和分配，二次设备则是用来直接控制或监测保护的结构，其可在一定程度上调节一次设备，保证站内设备的效果处于最佳状态。站内的一次设备则主要由变压器、母线、电缆、断路器、隔离开关、互感器、避雷器等组成，二次设备则包含自动控制系统、继电保护和各种仪表。变电站设计阶段，实现变电站安全运行的基础为一次设备，它为站内的基本机构，对变电站实现安全输电起到了非常大的作用。变电站设计阶段，参与设计人员需要将电流和电压互感器进行互联，以此实现一次和二次设备连接，以最大发挥变电站使用效果。对变电站的状态检修首先就是要对设备进行系统的分析，然后根据设备的特点以及使用方法还有运行参数来预测，接着根据实际的运行情况确定检测方法，对设备及时的进行检修，避免设备的故障影响运行的安全和效率。

2变电站常用一次设备在线监测种类

2.1特高频局放在线监测

电气设备内部产生的局部放电，同时伴生超声震动、电磁辐射、热辐射等多种物理现象。其中正负电荷中和产生电流陡脉冲辐射的电磁波可以被耦合传感器检测，且频段较高，容易实现检测定位和抗干扰。SF6气体绝缘强度较高，击穿场强较高，局部放电击穿过程很快，伴生的电流脉冲陡度大，辐射的电磁波频率尤其高，一般在特高频频段（300~3000MHz）。这样的电磁波一般在设备接地金属处被屏蔽，但能透过绝缘盆子、瓷瓶等部件传出。在线监测系统获取电磁波脉冲信号，记录幅值与脉冲在工频同步信号上的相位角，根据PRPD图谱、或脉冲聚类等分析工具判断故障类型。

2.2带油设备油色谱在线监测

变压器等油浸设备油色谱在线监测，是采用色谱分析法，实时监测油中的溶解气体组分和微水含量，监测的气体包括氢气、一氧化碳、甲烷、乙烯、乙炔等，可扩展监测二氧化碳及微水。根据所测气体的色谱分析结果，利用大卫三角或三比值法等，判断变压器的运行状况。被检测的油浸设备应有符合色谱法取样要求的密封循环油路管路。不同的在线监测产品采用差压泵吸等不同方法获取油样，能在不停电条件下进行载气更换等维护，且不能降低带油设备本身的密封性能。

2.3断路器机械特性在线监测

断路器机械特性在线监测从多个角度多个监测量反应断路器的状态，常见的监测量包括：分合闸线圈电流，储能电机电流，触头行程/时间特性等。值得一提的是，因为动触头的运动行程规律与主轴连动杆运动行程规律之间的关系近似为线性，所以触头行程/时间特性除了使用加速度传感器外，还可以通过主轴上的角位移传感器来间接测量。

3变电一次设备故障预测及检修方法

3.1需要实施状态检修的一次设备

（1）对变压器进行状态检修。对变压器的状态检修主要从三个方面进行：第一，可以检查引线有没有断裂，漏电等故障。第二，可以对绝缘状态进行严格的检测。第三，对设备发出的声音进行判断，发现问题，对变压器进行严格的检修。（2）对断路器进行状态检修。检查是否有线头松动，断开等现象，这样很有可能导致起火，爆炸，发出怪音等现象，这就导致了对断路器的损坏。并且要观察线路的电压值是否稳定，接线的方法是否正确，这些也会造成断路器的损坏。（3）对隔离开关的状态检修。观察隔离开关是否出现高温的情况，如果出现就要看是不是接触不良导致的，还要观察安装是否正确，认真检查，确保隔离开关的安全。

3.2变压器的故障预测与检修

变压器的故障预测：变压器是整个变电系统中非常重要的组成部分，变电设备的检修人员，需要加强变压器故障的重视，影响变压器正常运行的因素较多，外界因素与内在因素均会造成设备的故障。外在原因是变压器受到外界电场的强度较高，降低了设备的绝缘性，或是出现设备裂化的故障。火花放电、局部放电、高能电弧放电是变压器外在故障的主要表现形式。简单来说，变压器出现故障的原因主要是设备无法承受过高的温度，引起的变压器故障。变压器内在出现故障主要是内在的配件老化或短路现象，导致变压器无法正常运行。

变压器检修的方法:检修人员需要充分的了解变压器的运行状态，找出存在的隐患，明确检修的目的，对存在故障的设备进行检修，减少工作的时间，提高检修的质量。通过绝缘在线监测系统以及超声探头监测到的异常放电声就可以明确变压器的绝缘是否有问题。进行变压器油中气体监测，在变压器并列运行过程中对异常放电进行检测了解变压器的绝缘情况，变压器绝缘要进行更加深入的了解可以通过绝缘纸的含水量检测、老化试验等进行分析。通过绝缘检测仪检测变压器是否存在支流绝缘的现象，如果存在故障隐患，进行变压器的拆修维修。加强日常的检查工作，观察变压器引线是否存在故障隐患，避免引线松动造成的安全事故。

3.3高低压开关设备的运行问题

高低压开关的设备运行问题集中在断路器和隔离开关两个方面，是状态检修关注的重点。断路器中的常见运行问题有多种，如误动、拒动、过热、异响、分合闸中间态以及断路器的燃烧甚至爆炸等。至于隔离开关，由于开关自身的局限性，载流接触面积通常较小，而活动性接触环节偏多，很容易引发接触不良问题。其中，断路器拒动造成的危害最为严重，拒动发生的原因也多种多样，包括低电压不合格、运动回路故障、销子脱落、直流电压偏高或者偏低以及大轴窜动等，在运行中最容易发生。

3.4金属氧化物避雷器故障预测与检修

金属氧化物避雷器故障预测:避雷器产生故障的原因是由于受到雨水与尘土等的污染，或是避雷器在长期的使用中出现老化的现象。避雷器属于一种外部装置，在环境条件不良的境况下，易受到潮湿的影响，导致避雷器的绝缘性降低。其次，由雷电引起的避雷器内部电压过高，超出内部系统的承受力，也会出现故障，严重时可能出现爆炸事件。设计的因素导致避雷器出现。

金属氧化物避雷器的检修方法：对避雷器中的内部潮湿进行检修时，首先要了解内部受潮的情况，可以采取绝缘电阻测试的方法，进行检修。监测泄露的电流，明确阀片的潮湿情况。还可以通过对装置进行检测，进而明确金属氧化物避雷器运行的实际情况。

结语

随着社会经济的进步和我国电力行业的发展，变电站已经普遍存在于各个领域当中，为人们的生产与生活带来了翻天覆地的变化，明确了智能变电站一次设备的检修工作是整个智能电力系统发展的体现，在计算机技术与网络支持下强化系统的使用功能，完善自动化系统的科学化合理化发展，减少二次设备的使用数量，降低电缆的使用危险系数，实现电力行业的又好又快发展。

参考文献:

[1]沈辰．基于在线监测的智能电网状态检修策略研究［D］．华北电力大学，2017．

[2]高建山，赵振山.电力系统设备状态监测的概念及现状[J].工程技术，2016，（7）：157.

[3]高建山，赵振山.电力系统设备状态监测的概念及现状[J].工程技术，2016，（7）：157.