王玉林
国网湖南省电力有限公司东安县供电分公司 425900
摘要：变电站中各种仪器处于长时间工作状态，而且不能频繁进行断电检修，所以需要推出新的诊断技术。基于对变电站中主要电气设备发生故障的原因和表现进行调查，以及对诊断技术发展现状进行了解，本文针对不同的电气设备提出了不同的诊断技术，为变电站的设备诊断提出合理建议。
关键词：变电站；安全诊断系统；变压器
引言：传统方式进行变电站设备安全诊断过程成，要将变电站中的各设备进行断电，再采用人工诊断的方式对各种设备进行检查，从而排除故障。但是这种方式随着变电站供电范围增广以及人们对电力的需求越来越高，已经不符合当今的发展趋势，随着近年来通讯和计算机工程的兴起，变电站的安全诊断技术可以将这两者进行融合，提高诊断效率。
一、变电站设备安全运行中的诊断技术发展现状及必要性
近年来，我国已经开始对变电站设备诊断技术进行更新换代，为了能够在诊断过程中不需要进行大范围断电，变电站设备安全运行的诊断技术需要采用新的监测形式，满足第一时间回传故障信息这个要求的同时，还能对故障进行预测。传统设备检测诊断过程中，对很多设备的安全检查采用肉眼观察模式，不能保证完全排除故障，而且由于变压器等设备在变电站中都是在露天环境下进行工作，工作环境较为恶劣，细小问题也会造成严重后果。
在进行设备诊断系统的设计时，由于变电站内设备数量和种类都较多，对每一种设备都配置一套监测设备显然不现实，所以诊断系统要能够被集成化，通过集成减小安全诊断系统的体积，将不同的功能进行集成，还能够充分较低安全诊断系统的构建成本，并实现更好的人机交互体验，让工作人员能够第一时间了解故障的发生类型和发生位置。
二、针对不同设备安全运行中的诊断技术
（一）变压器诊断技术
变压器是变电站中最常见也是最重要的仪器之一，我国采用的变压器多是浸油式变压器，传统安全诊断工作是在将变电站进行断电后，对变压器油进行取样，采用光谱法进行油内的气体检测，实现故障诊断，但是这种诊断方式效率较低。
新的变压器安全诊断目前已经开始采用红外成像监测系统进行安全性监测。变压器的红外成像监测设计过程中充分考虑红外摄像机不能进行及时报警这一特征，进行了系统改进，将红外摄像头与整个诊断系统进行连接，红外摄像头会对变压器乃至整个变电站进行动态监测，在这个过程中，诊断系统对各项数据进行记录并处理，从而得出一个变压器处于安全状态的温度范围。通常情况下，变压器发生故障时，会导致变压器的散热系统不能正常工作，变压器的温度会升高，红外摄像机将拍摄到的数据传入到系统中，再由系统对数据进行比对，诊断系统会在变压器发生更为严重的事故之前发出警报，提醒工作人员对故障进行处理。
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（二）断路器诊断技术
断路器诊断技术主要采用监测电路器振动时的振幅和频率并进行记录和分析的方式进行的，同时会有其他监测方式进行辅助。断路器故障多由机械故障引发，据调查，机械故障占断路器故障总量的70%以上，其余种类故障的比例较低。这类机械故障主要体现在振动变化。然而对于充气断路器来说，还体现在气缸泄露等方面，让断路器失效。
相对来说，充气断路器故障诊断较为容易，因为其气缸中多采用SF6气体进行填充，这种气体在红外摄像机中的表现类似于烟雾[1]。由于红外摄像机已经对整个变电站进行了安全监测，所以也可以采用红外摄像机对这种断路器进行监测，在发现断路器发生气体泄漏的第一时间发出警报。对于其余种类的断路器，在进行安全诊断的过程中，系统只能对断路器正常工作时的振幅和频率进行记录。为了防止在发生故障时，通过数据对比无法确定故障的种类，导致工作人员无法根据故障种类施行相应的修复措施，在进行断路器诊断技术的建设前，需要对不同故障的断路器进行震动参数的测量，并将这些参数记录到系统的数据库中，当振动监测仪器发现异常时，对异常数据进行记录，并将之与数据库中的各项理论参数进行对比，将对比结果显示给工作人员，进行故障排除。
（三）避雷器诊断技术
在各类变电站中，MOA无缝避雷器的使用范围和频率越来越大，逐渐取代有缝避雷器，所以在设计避雷器诊断系统时，主要针对MOA避雷器进行设计。MOA避雷器的特点是较低电压下，自身电阻很大，相当于一个绝缘体，但是在高电压情况下，电阻急剧缩小，成为良导体，通过接地线路将过电压以及电流倒入大地。
但是由于MOA避雷器一直承受工频电压，其自身性能会逐渐降低，需要对MOA避雷器进行长期观察和诊断，关注其性能，对不符合要求的MOA避雷器进行及时更换。对MOA避雷器诊断系统的设计可以采用分测两种不同电流大小的方式进行，通常情况下，由于MOA避雷器具有特殊性质，这种性质导致在工频电压下，容性电流占据电流的主要部分，但是当避雷器性能下降或者出现损坏时，容性电流和阻性电流中阻性电流开始占据主要地位，这种电流变化可以为避雷器工作状态提供诊断依据[2]。在整个诊断系统中，可以根据避雷器生产厂家提供的容性电流和阻性电流大小进行数据库设计，也可以在进行系统设计时，设置一个容性电流和阻性电流的变化范围，当避雷器中相应的电流变化超过这个设定范围并持续一定时间后，诊断系统确定该避雷器失效，发出警报。
结论：综上所述，在对变电站设备进行安全诊断时，传统的诊断方式已经不适合当今的用电需求，所以需要结合通信和计算机编程技术进行诊断系统的设计和构建。在该过程中，需要对变压器、断路器和避雷器安全诊断系统进行重点设计，设备诊断系统还需要能够满足对集成度的要求，充分节约资金和空间。
参考文献：
[1]蔺丽华. 基于红外成像的变电站设备安全预警关键技术研究[D].西安科技大学,2014.
[2]李博.变电站主电气设备状态监测和故障诊断技术应用[J].中国电力,2002(11):40-44.
论文作者:王玉林
论文发表刊物:《防护工程》2018年第9期
论文发表时间:2018/9/5
标签：变电站论文; 避雷器论文; 断路器论文; 变压器论文; 系统论文; 故障论文; 设备论文; 《防护工程》2018年第9期论文;