周军
（国网郴州供电公司 423000）
摘要：变电设备的正常运行关系着电力系统供电的持续和稳定。提高变电设备状态检修技术水平，提高变电设备的安全可靠性，是供电企业工作的重要组成部分。
关键词：变电设备；在线监测技术；故障分析
一、变电设备概述
变电设备主要就是对输送电线路上的电流、电压等信号进行改变的设备，是保证输送电效率的重要组成部分。随着社会经济的不断发展，人们用电需求的不断增加，变电设备也有所革新，进而保证系统供电的安全性、可靠性。但是，在供电系统运营的过程中，依然会存在变电设备故障，对系统供电的安全性、可靠性也带来一定的影响，而变电设备的在线监测技术以及对变电设备的故障分析都能规避或降低设备故障对线路造成的损坏，进一步提高线路供电的可靠性。
二、变电设备在线监测技术及故障分析
目前在电网系统当中，在线监测技术主要应用于变压器及其附属设备、气体绝缘金属封闭开关设备（以下简称GIS）、断路器的一、二次电气部分。
2.1变压器在线监测技术及故障分析
变压器是供电系统中重要的变电设备，对系统供电的稳定性有着直接的影响，变压器在实际的运行过程中，一旦发生故障，对变电设备的正常运行也会造成直接的影响。局部放电是变压器较为常见的故障之一，引起这方面故障的原因主要处在变压器的油绝缘、纸绝缘中存在气隙，或内部场强出现不均匀的现象，以及变压器导体内含有毛刺、尖角等现象都会造成变压器的局部放电故障，如果不能有效的处理局部放电故障，可能导致局部放电故障的恶化，甚至出现击穿故障，因此，要做好变压器的在线监测。
变压器的在线监测技术主要分为以下几种形式：
（1）色谱分析监测技术。
其在线监测过程是将变压器本体油经循环管路循环并进入脱气装置，再由脱气装置进入分析仪，经数据处理打印，形成色谱图清楚得知可燃气体的含量值，再根据变压器自身油中的溶解气体的分析，能够准确的反映出变压器运行过程中内部是否存在故障，如果存在故障能够对确定相应的故障类型，例如，总烃含量过大的话，说明变压器存在过热性故障；如果乙炔含量过大的话，说明变压器存在放电性故障等。变压器油中的气体含量变化特征是发生故障的前兆，因此，对变压器运行的在线监测非常关键。
（2）铁芯多点接地监测技术
监测铁芯多点接地故障是利用铁芯引出线的接地电流，经取样后进行测量的。大型变压器铁芯通过外壳小套管引出变压器箱体接地。为消除铁芯产生悬浮电位造成对地放电，变压器铁芯要保持一点接地。
为防止铁芯硅钢片间的短路形成环流造成故障，不允许多点接地。正常情况下铁芯接地电流只有毫安级，但当铁芯发生两点以上接地故障时，该接地点的电流可增大为数安到数十安以上，严重时总烃成分明显增大，油中产生气体量的增加甚至造成气体继电器的动作。为了能及时发现铁芯多点接地故障，以便采取相应的措施，应对变压器铁芯接地电流进行监测。
（3）冷却器运行监测技术
冷却器是变电设备的重要组成部分，而且，在运行的过程中也经常发生故障，对设备的正常安全运行带来一定的影响，造成设备故障的原因主要出在风扇和泵的问题上。连续在线分析泵和风扇的状况，以决定它们是否在设定的状态或关闭状态。这可以通过测量流过泵和风扇的电流及测量与其相关的控制冷却系统的温度来实现；也可以通过测量泵和风扇的电流和上层油温来实现。受当前客观条件局限只能采取离线测量。
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2.2GIS在线监测技术及故障分析
（1）SF6气体特性、水分在线监测技术
SF6气体因其优异的绝缘和灭弧功能几乎成为GIS的唯一的绝缘和灭弧介质，SF6气体的状态对GIS的稳定运行有着决定性的作用。如SF6气体发生泄漏，一方面说明设备密封不良，另一方面对于SF6断路器，将影响其分合闸功能，一旦设备发生故障，将无法迅速切除故障，导致越级跳闸事件从而扩大停电范围。
SF6气体是一种无色无味的气体，对人体大脑会造成缺氧、窒息的现象，即使空气中含SF6气体也不易被人察觉，SF6在线监测技术也能对空气中SF6的含量进行监测，一旦空气中SF6占比例过高的话，就会对其进行报警来通知值班人员。
此外，如GIS绝缘件材质不良或密封工艺不良，造成水分进入电气设备，达到一定含量时，液态水汽将会在绝缘件表面形成导电通道，造成沿面闪络，对GIS安全稳定运行造成严重影响，SF6在线监测技术能监测水分含量，在其超出规定值时及时报警，通知专业人员及早采取措施对设备进行维护检修，消除运行隐患。
（2）GIS局部放电在线监测技术
GIS局部放电会对变电设备的安全运行造成较大的影响，局部放电发生时，电磁波的信号根据GIS结构反复进行传播、反射、折射、迟延、衰减等现象，通过盆式绝缘子放射到外界。通过传感器检测GIS内部局部放电激发的电磁波信号，检测到的信号经过滤波、射频前置放大器和检波器后，由高速数据采集模块进行采样、存储、数字信号，主要是集成了传感器、信号现场处理器、超高频检测技术、网络接入技术等技术，实现远程对GIS局部放电的情况进行监控和分析，一旦发现存在局部放电的现象，会及时采取故障报警措施，提示值班人员及时对局部放电现象进行分析，从而保证变电设备运行的稳定性。
2.3断路器在线监测技术及故障分析
（1）断路器运行状态的在线监测
对断路器运行状态下机械特性的监测，主要是结合电子技术、计算机技术等先进技术，对开关每一次的分、合操作的运行时间以及运行速度进行详细的记录，再将提取的断路器运行的各项参数变化进行分析，即可分析出断路器的运行是否存在故障，如，磨损、老化、生锈、变形、装配不当等故障，都能够准确的分析出来，对断路器的故障分析有着极大的作用。
（2）断路器绝缘的在线监测
主要针对绝缘早期缺陷及发展过程的变化特征和极限故障参数的预报警及报警。根据绝缘参数变化的速度和趋势，提供对设备健康状态诊断的佐证。高压断路器的绝缘在线监测包括漏电流、局部放电、介质损耗等内容。
（3）断路器运行温度的在线监测
断路器在正常运行的状态下，从对温度的监测就能推测出断路器是否存在故障，一旦温度参数超出规范指标，说明断路器故障运行，设备也会采取报警措施，及时对断路器的故障进行控制，避免故障的进一步恶化。对断路器运行温度的在线监测主要采用红外热像仪，红外热像仪对温度十分敏感，能够准确的诊断出断路器的运行温度。红外热像仪主要通过对断路器的导电回路电阻的检测，并通过对运行温度能够判断开关的接触是否正常，众所周知，如果接触头接触不良的话，导电回路的电阻就会增加，功率增加温度升高，红外热像仪就可以测量出温度，并从温度的参数中分析出断路器的故障现象。
结语
变电设备状态检修是电力系统技术发展的必然，而状态检修则必须以在线监测为基础。我们只有不断加强自身专业技术水平，不断的在实际工作中积累经验，提高变电设备运行的安全可靠性，提高供电企业的经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]王清华.对智能变电站全无线监测的探研[J].电子技术与软件工程，2013（19）.
[2]段继洲.变电设备在线监测与故障诊断技术的应用[J].自动化应用，2013（9）.
作者简介：
周军（1960.6-），男，湖南长沙人，国网郴州供电公司副总经理，单位：国网郴州供电公司，研究方向：输变电技术。
论文作者:周军
论文发表刊物:《电力设备》第02期供稿
论文发表时间:2015/9/21
标签：在线论文; 故障论文; 断路器论文; 设备论文; 变压器论文; 技术论文; 气体论文; 《电力设备》第02期供稿论文;