变电站电气设备在线监测研究

作为电力系统中极为重要的一个传输部分, 变电站中各个电气设备的在线监测工作也有着举足轻重的作用。随着社会生产力、市场经济和科学技术的不断发展, 不管是硬件、软件的设备应用, 还是机械、网络的技术开发, 变电站电气设备的在线检测技术都向着更加及时、全面和准确的方向优化提升。

1 变压器的在线监测

变电站中变压器的在线检测主要有油中气体的在线监测、绝缘在线监测、局部放电的在线监测和热点监测。

绝缘在线监测是变电站中变压器在线监测管理工作中不可或缺的一项重要内容。该监测系统会不间断地持续向变压器的泄漏电流、运行电压、介质损耗和温度湿度等环境因素进行监测。

局部放电的在线监测包括了电气检测、光学检测、化学检测和有声检测等方法。其中最常用的一种就是声学检测方法, 即通过声学传感器对变电站局部放电所产生的暂态声音信号进行捕捉和记录。这种在线监测的方法能够检测出变电站运行过程中一闪而过的放电信号, 并且可以迅速予以定位。但是声学检测法对声学传感器的敏感性要求很高, 一般采用的都是自动化程度较高的高频传感器。

热点监测针对的是变电站中油温的温度变化。一旦油温过高, 很容易导致变压器因为短路而出现故障。根据国际上对变电站油温的规定标准, 热点温度必须在综合考虑电压负载和绕组油温上升的情况下, 在最高油温的数据基础上预测和评估出来。刚刚应用不久的红外线检测技术, 是一种利用全天候监测的热成像图, 分析和判定环境油温热点温度的在线监测技术。该项检测技术将温度误差有效地控制在了1℃以内。

2 避雷器的在线监测

变电站中避雷器的在线监测是专门用来限制过电压幅值和保护变压器电路安全的一种电气设备。避雷器的在线监测主要有全 (漏) 电流、功率损耗和环境湿度等。

全 (漏) 电流的在线监测集中于对电流密封性的检测。通常情况下, 工作人员会将一个主电流的监测装置安装在氧化锌避雷器的底部和地面之间。经过电压互感器的连续性在线监测, 对避雷器计数器电阻上的电压信号进行记录, 对全电流的数据信息进行分析, 对主电流的增长情况和泄漏电流的数值加以判定。

功率消耗的在线监测直接反映出的是变电站中避雷器使用寿命的缩短和安全性能的劣化。随着功率的不断消耗, 避雷器的实际电阻值会增大, 泄露出来的电流也会逐渐增多。电阻上升、电流泄露的运行情况又会加速避雷器功率的消耗, 这样就陷入了一个功率损耗的恶性循环当中。不过, 工作人员只需要在线监测避雷器的电阻变化和泄漏电流的数值, 就能准确掌握避雷器功率的真实损耗情况。

湿度的在线监测技术是借助一些电子测量仪, 对变电站内部环境的空气湿度进行全天候的数据监测。一旦湿度超过了规定的安全范围, 电子仪器就会发出预警性的警报, 提示工作人员对避雷器进行安全检查和故障排查。

3 高压断路器的在线监测

变电站中高压断路器的故障集中表现为机械故障。所以, 高压断路器的在线监测主要就是对其机械性能和机械故障的适时检测。而在线监测的具体方式包括了机械振动监测、合分闸圈电流监测以及行程时间特性和开关速度监测。

机械振动监测指的是在高压断路器合闸与分闸的过程中, 将操动机械和连动机械等机械化的运动轨迹转化成冲击振动的响应信号。工作人员可以从这些信号的波段记录中确定高压断路器的机械动作状态。

合分闸圈电流监测一般采用的是补偿式霍尔电流互感器, 专门检测高压断路器开关合分闸的线圈电流波形。工作人员可以将在线监测的电流波形和正常的电流波形进行重合比较, 就能找出高压断路器开关机械的异常情况和故障位置。

行程时间特性和开关速度的在线监测是在操动机构直线运动的线杆上安装直线式广电编码传感器, 或是在操动机构的旋转轴上安装增量式旋转光电编码器传感器。利用传感器检测高压断路器中开关操作动触头的行程波形。再通过计算得出开关速度, 结合行程的时间特性, 诊断高压断路器的机械性能是否良好。

摘要：变电站在电力系统中担任着电力输送的重要角色。本文以变电站中的电气设备为研究对象, 针对变电站中的变压器、避雷器和高压断路器等主要电气设备的在线监测进行了详细探讨。希望能够在文中为变电站电气设备的管理人员提供在线监测方面的理论参考和技术帮助。

关键词：变电站,电气设备,在线监测