摘要：在实际的电力系统运行过程中，电气设备在设计、安装和运行等环节经常有故障发生，不但严重的影响了电力系统的安全性和稳定性，对于整个电网的正常运行也造成了极大威胁。因此，想要提升电力系统的安全性和可靠性，保障电网的安全运行，就必须要对变电站的电气设备，特别是高压设备的运行进行有效管理，实行在线监测。本文对变电站电气设备在线监测进行分析。
关键词：变电站；电气设备；在线监测
1变电站电气设备在线检测技术概述
目前，我国变电站对于电气设备的主要检测方式是预防性试验，而通常预防性试验电压远远低于运行电压，在低电压的情况下有的在线监测结果是正常的，但是有的绝缘缺陷只能够在高电压的情况下暴露出来，这就导致预防性试验无法及时准确地发现故障，带来了潜在的安全隐患。一旦隐患爆发，通常意味着巨大的经济损失，有时还会出现人员伤亡。但是当前这种对于电气设备的检测方式短期内难以改变，只能够寻求另外的检测技术。变电站电气设备在线监测技术为电气设备的检测方式提供了新的思路，科技的发展使得建立变电站的电气设备在线监测系统成为了可能，各种高灵敏度的传感器可以及时收集电路的运行情况，采集相关的信息后交由计算机进行处理，确认电路是否运转正常，能够有效保障电力系统的安全运行。
2 电气设备在线监测必要性
（1）试验时需要停电，造成少送电及给经济生活带来一定的影响。在某些情况下，由于系统运行的要求，设备无法停电，往往造成漏试或超周期试验，这就难以及时诊断出故障缺陷。
（2）试验周期长。预防性试验的周期一般为一年，一些发展较快的故障很容易在两次规定试验之间的时间内发展成为事故。
（3）试验时间集中，工作量大。预防性试验往往集中在春季，由于要在较短的时间内完成大量设备的试验任务，一则劳动强度大，二则难以对每台设备都进行十分仔细的检测和诊断。
（4）试验电压低，诊断的有效性值得研究。传统的预防性试验，试验电压一般在!’（）以下，随着系统电压的提高，这个电压与设备运行电压之间的差距越来越大。由于试验电压低，一些一般性的缺陷不易被发现，而且试验中现场的各类干扰的影响也相应加大，影响到试验结果的准确性。在现场曾多次发生预防性试验合格后不久，设备就发生事故的情况。
3 变电站电气设备在线监测要点
3.1氧化锌避雷器在线监测
氧化锌避雷器在线监测是针对避雷器在实际应用过程中出现的故障问题而提出的一种实时在线监测系统，该系统通过避雷器结构原理及故障特征分析，查找出一种氧化锌避雷器故障监测的最佳方法，并根据此方法进行氧化锌避雷器在线监测结构设计，以确保电力系统的安全运行。氧化锌避雷器在线监测的原理：首先，后台系统通过串口通信读取现场监测系统处理后的信号数据后，将其传输到氧化锌避雷器在线监测后台对应系统进行实时显示，并根据定时控制器将信号数据进行存储，方便于数据处理及之后的数据历史查询；其次，数据处理模块根据相应的判据原理对采集到的数据进行数据处理，已判断现场设备是否发生故障，无故障时数据处理模块继续对新采集到的数据进行处理，若设备存在故障隐患时，则启动智能告警模块，发出告警信号，便于运行人员及时发现现场电气设备故障隐患并进行及时处理，如设法倒负荷，将故障设备停电检修等，避免了因设备自身故障而造成的电网瓦解或设备爆炸等威胁电网、人身和设备安全的事故发生，确保了电网安全可靠经济运行氧化锌避雷器作为非常重要的变电设备，在实际使用中存在以下缺点：（1）由于避雷器不断经受过电压的冲击，阀片老化加速。（2）当避雷器阀片出现绝缘不良或者受潮后，系统正常运行状态下的泄露电流加大，增加线路的功率损耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆（3）常年在空气中经受粉尘雨雪的污染导致避雷器绝缘瓷片老化产生不平衡电流，此电流产生的功率将会减小避雷器的正常寿命。因此，实现氧化锌避雷器状态监测是电气设备研究的重中之重。国外的MOA避雷器在线监测技术已步入智能化监测阶段，通过应用先进的监测方法、诊断技术、告警等多种系统实现避雷器的综合实时在线监测。未来，避雷器在线监测系统将沿着全自动、多功能技术不断发展，可通过操作后台主机实现整个系统的控制，同时还可对实时检测得到的结果进行存储、远传、报警和打印等。
3.2变压器油中气体故障诊断
变压器油的诊断主要依据油中所含气体的特征量，也称为变压器油中气体故障诊断。国外已成立大型变压器在线状态监测机构，其中早在20世纪，加拿大SYPROTEC公司就研发出世界上最早的变压器在线监测系统，文献[17]简述了该系统的工作原理，即油中溶解气体通过渗透膜的选择性后，在电化学传感器中和氧反应形成与反应速率成正比的电信号，通过对电信号的测量得出油中气体的特征量，以此来判断变压器的运行状态。我国变压器在线监测装置的开发研发与国际处于相同水平。其中对于变压器在线监测使用最多的是分析油中产生气体的方法，即通过分析所溶气体的含量监测判断其是否发生故障。此种方法已由国内外众多专家研究认可，在取得实用价值的同时形成了成熟的算法，如三比值分析法、自适应调整之模糊诊断分析法、大卫三角形分析法等。三比值法是利用C2H2/C2H4、CH4/H2及C2H4/C2H6三种比值作为诊断变压器故障模式依据，但准确率不高；自适应调整之模糊诊断分析法对三比值法的故障判别模式进行了修正，大大提高了三比值法判断的准确率，但由于其复杂的归属函数及推理规则，系统响应速度较慢；大卫三角形分析法利用CH4、C2H4、C2H2三种气体进行故障分析诊断，弥补了三比值法诊断过程中不足之处，两种分析方法相结合，诊断速度快，效率高，很大程度上提高了变压器运行的稳定性，确保电力系统的长期可靠运行。
3.3变压器铁芯接地故障诊断
变压器铁芯发生多点接地故障原因多、故障频率高、经济损失大，因此各个电力部门均十分重视变压器铁芯多点接地故障的研究，同时从铁芯结构、监测方式、处理方法等方面给出改进性建议。国外最早研发变压器铁芯接地故障诊断是美国电力科学院。早在1992年，随着美国能源开放政策的实施，变压器各个厂家开始不断的压缩成本，并想法对其实现智能化自动控制，这一举措很大程度上推动了铁芯接地在线监测系统的研发和应用。80年代后，欧洲、澳洲和日本等相继投入较大的人力和物力开始对其进行研发、推广。国内变压器铁芯接地故障诊断主要分为两种，即分散式和集中式。分散式是利用单一特征值对信号实施就地测量，集中式则是对电力设备进行重复的监测。两种方式各有自己的优缺点，分散式不能实现综合测量数据整合处理，而集中式的传感信号精度不。因此，国内变压器铁芯接地在线监测装置的研究具有十分重要的应用价值。从国内外研究现状可总结得到，变压器铁芯发生多点接地的故障检测方法主要有绝缘电阻测量法、油色谱分析法、接地线电流测量法。
4 结语
我国经济的快速发展离不开电能的支持，而社会对电能需求量的增加，给电能的输送距离以及可靠性提出了更高的要求，只有高质量的变电站才能够满足这一要求。电气设备作为变电站的核心，其运行情况对于电能的输送至关重要。而科技的发展使得对于变电站电气设备的实时检测成为了可能，也为变电站的管理工作提出了新的方向。虽然当前的变电站电气设备在线监测系统还存在一些缺陷，但是随着科技的进一步发展，电气设备的运行规律势必将会被人们所熟练掌握，在线监测技术必然会不断得以完善，在变电站电气设备检测工作中发挥积极的作用。
参考文献：
[1]王丽英.变电站高压电气设备状态检修的现状及其发展[J].山东工业技术，2016（11）：213.
[2]黄智，夏志鹏.针对变电站设备在线监测的应用研究[J].科技视界，2015（04）：336+394.
论文作者:杨恺晋,程晓君,
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/10
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