摘要：智能变电站在线监测技术逐渐的走向成熟，变电站的智能化发展已经成为趋势，基于此，本文以文献对比法，理论和实践相互结合的方法，对电力系统在线监测点的配置、在线监测装置的类型及其运行情况与主要问题进行分析，期望能够给相关领域技术人员提供一定理论参考。
关键词：电力系统；在线监测技术；变电站；应用
0引言
在线监测这一设想由来已久，早在20世纪60年代，美国最先开发各项监测和诊断技术，日本等多国也相继投入大量人力、物力进行开拓和研发在线监测技术。随着社会经济的发展，能源短缺问题日益严峻、结构性矛盾日益突出，用户对供电可靠性要求不断提高，服务需求更加多样，使电网运营面临巨大挑战，发展智能电网成为主要技术方向。实现变电站智能化是智能电网的重要基础和支撑节点，多功能的在线监测系统成为了发展趋势。
1在线监测点的配置
1.1在线监测分类
在线监测按构成一般可以分为两种：集中式和分布式。集中式是通过线缆将信号传输至中控室；分布式是就地显示或打印。还有的仅在设备上装上传感器，待值班人员用指示仪器去读取信息数据，这种称为分布式半在线。
1.2系统功能框架
远程中心示范变电站在线监测装置（系统）的主要功能定义为：获取采集输变电设备相关的在线监测数据，并将数据上传至远程中心站端综合处理单元；同时具有相应的监测预警和故障诊断功能，以便有效支持远程中心工作的具体实施。
2在线监测装置类型
变电设备在线监测装置通常安装在被监测设备上或附近，用于对变电设备进行状态监测。按照变电设备类型，在线监测设备可分为油、气中含水量和组份监测，容性设备监测（互感器、套管等），开关设备（含GIS）监测，及避雷器在线监测。变压器在线监测装置主要包括对油中溶解气体、套管绝缘、局部放电及铁芯接地电流的监测。变压器油中溶解气体（DGA）在线监测通过对油中溶解的气体进行气相色谱分析，可发现变压器内部的发热和放电性故障。变压器套管绝缘监测能灵敏、及时地反映出套管绝缘进水、进气受潮和电容屏放电烧伤等现象，是及时发现套管绝缘问题、防止套管运行事故的有效手段之一。局部放电检测是评估设备绝缘状态的重要有效手段，在离线的应用中，局放检测方法已获得十分有效的应用，局放在线监测技术还不够成熟，应用范围也不广，需要更进一步的研究。铁芯接地电流在线监测能及早发现铁芯问题造成的故障，有关资料统计表明，因铁芯问题造成的故障比例占变压器各类故障的第三位。耦合电容器、电容式的套管及电流互感器等变电设备都属于容性设备，容性设备的在线监测项目主要是对其泄漏电流、介损值、等值电容等绝缘性能参数进行监测。避雷器在线监测装置主要实现对避雷器的绝缘性能（介损、泄漏电流、等值电容）以及雷击动作次数的监测。
3在线监测装置运行情况与主要问题
电网变电设备在线监测装置主要为变压器油色谱在线监测、容性设备绝缘在线监测、GIS/断路器在线监测、避雷器在线监测。其中，变压器油色谱在线监测技术应用较为广泛，其余监测手段总体处于试点探索阶段。
据统计，变压器油色谱在线监测技术占已安装在线监测装置数目的68.78%，其次为容性设备在线监测装置，占比为12.20%。其他如断路器开关特性在线监测、SF6气体监测、局部放电监测、避雷器在线监测等监测技术应用不多。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆油色谱作为变压器在线监测相对成熟的技术，主要集中安装在220kV和500kV等级变压器上。从在运监测装置的运行情况来看，在线监测装置的故障率较高，主要故障原因有通讯故障、传感器及测量系统故障、计算机系统故障、安装问题和误报漏报等。总的来说，其可靠性需要进一步提高，随着越来越多的在线监测装置投入运行，装置维护工作量较大，且存在一定比例的误报、漏报情况，这均会对在线监测技术的推广产生不利影响。
目前，在线监测装置的运行管理中存在主要问题有以下几个方面：
（1）在线监测装置管理及检验检测标准体系尚未建立，在线监测装置的运行维护未纳入生产体系管理。缺乏在线监测数据专业（专职）人员的分析，缺乏对监测经验的总结分析。
（2）在线监测技术总体覆盖率较低。除了主变油色谱设备覆盖率为13.14%，容性设备覆盖率为0.37%，避雷器在线监测覆盖率为0.21%，其它在线监测设备覆盖率则更低。
（3）在线监测装置缺少入网检测手段和流程。监测设备往往只经过出厂试验，就进入基建安装阶段，缺乏必要检验检测的中间环节，基建安装过程也缺少必要的质量监督管理。不少监测设备还没到投入运行或投入运行时间不久，就不能正常工作，严重影响技术推广和一线工作人员积极性。
4在线监测技术的发展趋势
国内电力系统发展迅速，各地变电站的大量建设，促进了无人值班变电站的快速发展；变电站自动化程度越来越高，功能日趋复杂，信息量大量增加。无人值班变电站发展，使调度中心信息量和工作量呈现爆炸性增长，给电网安全调度增加了困难。为了满足电网规模快速发展的需求、电网信息化与智能化的要求、集约化管理与可持续发展的要求由此产生了集控中心，即“驾驶舱”。
“变电站驾驶舱”是智能电网在变电站的具体表现，集变电站运行监控与维护管理于一体，以变电站一次设备智能化、二次设备网络化、信息共享标准化为基础，集成信息采集、测量、保护、控制、计量、监测、诊断、故障处理等功能，实时反映变电站运行状态、设备运维状态和运行环境状态，并支持电网灵活控制和调节，为变电站运行监控与维护管理提供简便、可靠、智能的“一站式”服务，实现变电站的可测、可视、可控和自愈。
变电站驾驶舱涵盖范围包括集控中心、变电站，以及变电站中的一次设备和二次设备；服务对象包括变电站运行、检修、试验、维护、管理等人员。变电站驾驶舱对比一般有五大特征，全站信息化：包括电网运行信息、设备状态信息、运行环境信息、辅助设施信息等；操作自动化：包括智能操作票、在线式五防、程序化控制、区域无功优化控制等；分析智能化：包括指标体系、智能告警、故障处理辅助决策、状态评估与预测等；运维一体化：提供监视、控制、查询、分析、管理等业务“一站式”操作平台；设计标准化：变电站驾驶舱体系架构适用于全网各电压等级变电站，且功能设计满足模块化、标准化的要求。
5结束语
为进一步提升智能变电站的先进性，突出智能变电站在降低运维成本、优化资源配置、提升运行指标等方面的技术优势，建议积极探索智能变电站继电保护就地化，并开展智能变电站运行维护、检修、改扩建方式的研究，从而能够更大发挥在线监测装置在智能变电站建设的优势。
参考文献
[1]万然.变电站在线监测及辅助设备监控系统研究与应用[D].2014.
[2]何泽家,朱足君,陈志兵,etal.变电站GPS在线监测系统及其在电力系统中的应用[J].电力工程技术,2010,29(6):51-53.
论文作者:冷建
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第12期
论文发表时间:2019/8/27
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