摘要：随着经济的发展，变电设备的运行已经成为影响城市工业发展和居民生活用电质量的一项重要因素。因此，加强对于变电设备运行的期间在线检测技术的研究成为了电力系统中的一个重要课题，也是电力企业为之努力的一个方向。变电设备加强在线检测系统的设计，可以有效地保证系统的安全性、可靠性，方便企业对变电设备运行状态的监控。
关键词：变电设备；运行；在线监测；设计；实现
一、在线检测技术的工作原理
该项技术的工作原理在于对变电设备当前工作状态与历史最佳工作状态之间的数据对比和分析，从而得出设备的综合评价。具体来讲，就是在系统中提前输入设备的相关参数和数据，再利用各种感知检测设备对变电设备的运行状况进行细致的记录，在设备出现异常或者特殊情况时，为系统的具体故障原因寻找提供详实的数据分析支撑。在检测时，通过传感器和局域网上传能够反映设备状况的重要数据和特征参数，在通过计算机进行数据对比运算后，得出检测的结论，从而实现变电设备在线的智能监测。
二、当前研究现状与难点
2.1研究现状
我国对于在线监测系统设计的研究起步较晚，最早在20世纪80年代才开始，但是近年来发展较快。在国家电网的推动下，变压器、断路器、电缆及环网柜等设备领域的在线检测技术都有了较大的发展，红外线测温、GIS超高频局部放电等技术已经被广泛使用，使得我国对变电设备的在线检测的研究与使用不再是一片空白。
2.2研究的难点
第一，目前我国较为成熟的技术只有局部放电定位仪、在线色谱仪等几种设备，较为单一。其他能够反映设备状态的仪器还较少，这增加了信息采集的成本。
第二，用于在线检测的信号较弱，信噪比较小，并且容易受地区磁场的干扰。
第三，我国国产品牌的故障率较高，并且对设备故障的预测能力并不稳定，无法确定设备出现问题的优先级。
第四，缺乏固定的标准，当前除国家电网的IEC61850标准之外，市场上尚无明确的变电设备在线检测系统的技术标准，再加上许多设备无法实现完全的连续不间断检测，难以预测突发性故障，也就不满足IEC61850标准。
三、变压器在线检测技术
变压器是主要的变电设备，也是在线检测的重要检测内容之一。绕组是变压器故障的多发区，加强对绕组变形的研究是变压器在线检测的核心。在对变压器的在线检测中，有许多检测方式。频率响应检测，利用了绕组发生变形前后电容以及电感等参数的变化，给系统提供检测的基础数据。但是该方式缺少对不同品牌变压器的通用检测参数，因此难以分辨不同品牌变压器绕组的变形。虽然使用起来较为单一，但仍不失为一种有效的检测方式。短路电抗监测，凭借变压器一、二次侧的TV、TA信号的不同，利用空载测试改变励磁电流的影响，计算出短路电抗的数值，结合短路阻抗测量法中的判据实现监测任务。振动信号监测，变压器箱体上可以安装对振动进行监测的传感器，这些传感器可以对绕组、铁心运行时产生的各种振动信号进行监测，反映给系统后，系统软件会结合正常情况下的数据进行判断，用以判断绕组、铁心等元件是否存在异常。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆此外，这些测量装置没有与变压器进行电气连接，因此可以一起检测绕组变形和铁心的松动状态等问题。
四、变电设备在线监测技术的运用
4.1局部放电监测技术
局部放电监测技术，会在电力设备的周围和局部产生一系列的物理和化学的变化，局部放电所能产生的电磁反映主要是包括使得周围的介质骤增，产生一系列的声波和超声波等。局部放电能及时反应内部绝缘的情况，通常说，局部放电检测的方法有以下几种：声学检测、光学检测、化学检测、电气测量等方法。
4.2介损监测技术
介损监测技术，主要是运用电容器的设备上，电容器设备主要是局部和全部运用的绝缘结构设备，一般依靠介质特性用相对测量的方式来实现。即将某一容性电力设备的绝缘状况与安装在同一设备的其他状况进行相应的比较，可发现变性较大的介质设备，其原理QSI电桥的工作原理。（见图1）
五、变电设备在线监测系统架构设计与测试
5.1系统组成
变电设备在线监测系统是由软件前台和后台服务器组成，即是包含了一个前端变电站和一个后台的控制中心组成的系统。站前设备监测分析系统，主要是前端的传感器和控制器。系统控制采取的是系统总控，来控制每一个节点的传感器。油色谱在线监测系统由现场采集单元及主机内I/O板、A/D采集板组成，中间使用油色谱监测电缆连接。
5.2绝缘介质在线监测系统原理
介质损耗的测量一般都是较为精密的，因此这种高电压、小电流和小角度的监测测量要求较高的一种精密度、准确度和抗干扰的能力，因此，对于监测的方法的选择比较重要。采用CZT变换分析法，就能有效保证了不受其他环节的干扰和影响，能够最大程度的完成介损以及其它所有参数的测量。
5.3变压器油色谱在线监测系统测试
通过油气分离单元，将油气分离置于变压器旁，成功地实现了在变压器内部的油气之间的分离。与国内外的现有的变压器油气色谱在线监测系统相比较，气体渗透平衡技术相对来说较短，克服了原有的技术中真空脱气的复杂性和误差性。
结语
综上所述，本文对于变电设备的在线监测技术和改造进行深入分析。但是，目前，我国自动化监测技术还需要进一步优化，依据在线监测系统，对设备进行生命周期的预测和分析。从而提高在线监测系统的科学性。
参考文献
[1]孙才新.输变电设备状态在线监测与诊断技术现状和前景[J]中国电力,2005.
[2]余晓鹏.基于IEC61850的电能质量监测终端数据分析及模型实现[J].电力系统自动化,2011.
作者简介
张宇（1986.10-），男，天津滨海新区，天津大学电气工程及其自动化学士，助理工程师，单位：国网天津市电力公司（天津），单位邮编：300010。
论文作者:张宇
论文发表刊物:《电力设备》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/7
标签：在线论文; 设备论文; 变压器论文; 绕组论文; 监测系统论文; 局部论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第11期论文;