于鮮莉 賀宇 李波 張慧芬

摘要：隨著電力工業(yè)的發(fā)展，高電壓大容量輸高壓設(shè)備逐步增多，對(duì)其設(shè)備進(jìn)行在線檢測勢在必行。為進(jìn)一步推廣應(yīng)用絕緣設(shè)備在線檢測技術(shù)，將這項(xiàng)工作實(shí)用化并滿足電力運(yùn)行的安全要求，主要用于檢測50萬伏高壓設(shè)備的絕緣，也可以用于監(jiān)測中、低壓電氣設(shè)備的絕緣。目前國內(nèi)采用的在線監(jiān)測方法多是在零線中串入電阻或電容，以取得漏電信號(hào)，斷開零線、串入電阻電容，有種種不便，且存在一定危險(xiǎn)。為保證監(jiān)測安全，監(jiān)測時(shí)不更改一次設(shè)備的接地線是理想的監(jiān)測方法。

關(guān)鍵詞：高壓絕緣;設(shè)備在線;監(jiān)測系統(tǒng)

引言

電氣設(shè)備的在線監(jiān)測作為電力設(shè)備絕緣設(shè)備的發(fā)展趨勢.以其實(shí)時(shí)不問斷監(jiān)測和能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電力設(shè)備絕緣隱患的優(yōu)點(diǎn)，已被越來越多的電力運(yùn)行部門所采用.目前同內(nèi)有很多廠家進(jìn)行了相關(guān)產(chǎn)品的開發(fā)，井在一些超高壓高壓站投入使用，積累了一定的經(jīng)驗(yàn).但由于技術(shù)原因還存在某些缺陷。

1 高壓設(shè)備絕緣設(shè)備中應(yīng)用在線監(jiān)測的意義

在線監(jiān)測技術(shù)經(jīng)過幾年的快速發(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(duì)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[1]。

2.設(shè)備信息的收集以及分類

2.1設(shè)備信息的分類

智能電網(wǎng)中，與電氣設(shè)備相關(guān)的所有信息包括波形、聲音，圖像應(yīng)該是以數(shù)據(jù)的形式提供。為了便于收集和處理，一次設(shè)備的數(shù)據(jù)被分為五種：基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、操作數(shù)據(jù)、測試數(shù)據(jù)、在線監(jiān)測數(shù)據(jù)、缺陷數(shù)據(jù)和事故數(shù)據(jù)?；緮?shù)據(jù)是靜態(tài)的，這是一次設(shè)備的基本參數(shù)，其他數(shù)據(jù)是動(dòng)態(tài)的。反映設(shè)備的操作條件的數(shù)據(jù)包括：電壓、電流、斷路器動(dòng)作次數(shù)等。測試的數(shù)據(jù)包括：充電測試數(shù)據(jù)、常規(guī)測試數(shù)據(jù)和診斷試驗(yàn)數(shù)據(jù)，這些事由專業(yè)儀器獲得的數(shù)據(jù)。

2.2設(shè)備信息的收集

一次設(shè)備的信息是由通過監(jiān)控設(shè)備的手動(dòng)輸人和自動(dòng)采集收集的。基本數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)由人工輸人收集。目前，基本數(shù)據(jù)由制造商的說明書提供，并輸人由操作者提供到操作和管理系統(tǒng)。測試數(shù)據(jù)是由維修人員，通過測試部門提供的測試報(bào)告輸人。設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)由通過監(jiān)控設(shè)備的手動(dòng)輸人和自動(dòng)采集收集。目前，大部分的操作數(shù)據(jù)是通過人工輸人，以及部分?jǐn)?shù)據(jù)由監(jiān)控系統(tǒng)中的高壓站收集諸如電壓、電壓、電流、開關(guān)設(shè)備的位置的信號(hào)，和變壓器油的溫度等。在線監(jiān)測數(shù)據(jù)來自在線監(jiān)測設(shè)備。

總體上，一次設(shè)備的監(jiān)視數(shù)據(jù)被存儲(chǔ)并限于在高壓站或電廠應(yīng)用。缺陷數(shù)據(jù)通常包含在測試、操作和在線監(jiān)測數(shù)據(jù)中，被輸人到操作和管理系統(tǒng)或數(shù)據(jù)中心。事故數(shù)據(jù)由故障記錄裝置和保護(hù)裝置自動(dòng)收集并保存在監(jiān)視系統(tǒng)，是電力系統(tǒng)中的最重要的記錄，例如，根據(jù)電流斷路器動(dòng)作次數(shù)和故障電流，操作者能夠估計(jì)當(dāng)前斷路器的壽命并提出維修計(jì)劃，故障電流波形是選擇斷路器的重要依據(jù)。

2.3WYJ-Ⅰ型在線監(jiān)測裝置

2.3.1系統(tǒng)的構(gòu)成和實(shí)現(xiàn)原理

該型號(hào)的高壓設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)由主屏、遠(yuǎn)程監(jiān)測單元、數(shù)據(jù)采集裝置、信號(hào)傳感器、站端控制系統(tǒng)、顯示儀表和信號(hào)電纜等構(gòu)成。監(jiān)測系統(tǒng)的主屏內(nèi)部有數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、調(diào)制解調(diào)器、站端主控制系統(tǒng)、穩(wěn)壓裝置和顯示儀表等。系統(tǒng)應(yīng)用的信號(hào)傳感器有分壓、分穿芯兩種類型，每一組的信號(hào)傳感器都由設(shè)置有信號(hào)處理裝置。系統(tǒng)應(yīng)用的信號(hào)傳輸電纜有三種類型，雙屏蔽同軸信號(hào)電纜用于傳輸采集到的信號(hào)，外屏蔽層與系統(tǒng)接地連接，對(duì)干擾信號(hào)進(jìn)行有隔離。內(nèi)屏蔽用于信號(hào)可靠接地，內(nèi)部的銅芯信號(hào)線用于信號(hào)輸送。截面在0.5-0.75mm2的兩芯屏蔽雙絞線，主要用于傳輸程控信號(hào)。截面為1mm2的兩芯屏蔽線用于信號(hào)處理裝置的電源線。遠(yuǎn)程監(jiān)測可以依據(jù)具體情況進(jìn)行配置，數(shù)據(jù)信號(hào)的傳送方式可以根據(jù)高壓設(shè)備的實(shí)際絕緣情況，選用調(diào)制解調(diào)器經(jīng)過電話網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送，也可以利用局域網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳送。

2.3.2絕緣監(jiān)測系統(tǒng)

主要參數(shù)絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)主要用于對(duì)電壓等級(jí)為110-500kV的避雷裝置、電流互感器、主變壓器鐵芯、電壓互感器、耦合電容器和主變壓器套管等，絕緣監(jiān)測系統(tǒng)主要功能具備對(duì)高壓設(shè)備自動(dòng)檢測功能，可以對(duì)110kV及以上的OY、CT和PT進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測，主變壓器套管的介質(zhì)損耗情況、等值電容值、泄漏電流和母線電壓值進(jìn)行檢測，還可以對(duì)氧化鋅避雷裝置的阻性電流和全電流數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和監(jiān)測。具備手動(dòng)檢測功能，可以采用手動(dòng)的方式對(duì)選擇好的高壓設(shè)備的絕緣參數(shù)進(jìn)行檢測。利用統(tǒng)計(jì)和繪圖功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)被監(jiān)測的高壓設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)分分析，并生成絕緣特性曲線。利用絕緣監(jiān)測系統(tǒng)具備的智能診斷分析功能，可以進(jìn)行誤差分析，對(duì)被檢測的高壓設(shè)備參數(shù)誤差情況進(jìn)行分析，生成誤差概率分布曲線。

利用監(jiān)測系統(tǒng)具備的對(duì)比分析功能，可以對(duì)高壓設(shè)備參數(shù)進(jìn)行比較和分析，可以對(duì)參數(shù)的分布規(guī)律進(jìn)行判斷，從而對(duì)高壓設(shè)備的絕緣情況進(jìn)行深入的了解。系統(tǒng)具備的報(bào)警功能是在監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行診斷分析之后，對(duì)存在的故障進(jìn)行報(bào)警。高壓設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)性能比較穩(wěn)定，監(jiān)測到的數(shù)據(jù)具備很好的可信度，可以用于絕緣分析和判斷，和預(yù)試結(jié)論基本相符，電容量的監(jiān)測數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，不具備任何分散特性，和預(yù)試結(jié)論十分相近，可信度很高，介質(zhì)的損失監(jiān)測數(shù)據(jù)十分穩(wěn)定，表現(xiàn)出很小的分散特性，和預(yù)試監(jiān)測結(jié)論基本相同。

采用高壓設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)對(duì)一個(gè)變電站設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測時(shí)，發(fā)現(xiàn)110kV電壓等級(jí)母線避雷裝置的C相經(jīng)絕緣出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，之后采用停電試驗(yàn)的方式，經(jīng)過現(xiàn)場的實(shí)際檢查發(fā)現(xiàn)，C相的氧化鋅避雷裝置上蓋的密封達(dá)不到要求，從而進(jìn)入水分使裝置受潮，絕緣性能受到影響，從而有效的阻止了潛在事故，可以為以后的絕緣監(jiān)測提供現(xiàn)場經(jīng)驗(yàn)。

2.4高壓斷路器在線監(jiān)測應(yīng)用

2.4.1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(duì)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(duì)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(hào)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(duì)穩(wěn)定，同時(shí)峰值出現(xiàn)的時(shí)間差也相對(duì)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(hào)向電信號(hào)的轉(zhuǎn)化，同時(shí)記錄脈沖信號(hào)，計(jì)算相應(yīng)的速度與行程數(shù)據(jù)[3]。

2.4.2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(duì)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。

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)在高壓絕緣設(shè)備中運(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)高壓絕緣設(shè)備的自動(dòng)化和智能化。

參考文獻(xiàn)：

[1]國家電網(wǎng)公司.0龍D雨79一2011智能高壓站一體化監(jiān)控系統(tǒng)建設(shè)技術(shù)規(guī)范〔別.北京：國家電網(wǎng)公司，2011.

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[3]梅德冬，黃國方，孫軍陵.智能高壓站二次設(shè)備自動(dòng)檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)口j智能配電系統(tǒng)，2011，（4）：43一46.