（陕西省电力公司检修公司 710075）
摘要：随着电力系统朝着超高压、大容量方向发展，保证电气设备的安全运行越来越重要，停电事故给生产和生活带来的影响及损失也越来越大。因此，迫切需要对电气设备运行状况进行实时的在线监测，以便采取有效预防措施，避免停电事故发生。对此，本文主要分析了变电站电气设备泄漏监测内容及方案及研究方案，探讨了变电站电设备泄漏监测和故障诊断方法。
关键词：变电站；电气设备；泄漏监测；故障诊断
一、变电站电气设备泄漏监测内容及方案
1.变电站电气设备泄漏监测内容
现场检测一年当中多座变电站（最好是涵盖多个电压等级的敞开式变电站和GIS变电站）常见变电设备（变压器、避雷器、互感器、电缆中端）的接地线上的泄漏电流信号及其谐波信号，测量范围选定50Hz～400Hz；对所测到的电流信号进行幅值分析和谐波分析，总结各类变电站下各类设备接地线上电流信号的幅值和谐波规律；研究周围电气设备、环境温度、湿度对泄漏电流的影响规律。
2.变电站电气设备泄漏监测研究方案
（1）实地调研：调研变压器铁芯接地电流，避雷器和互感器泄漏电流在线监测方法，所遇到的干扰问题以及常见的抗干扰方法，撰写开题报告。
（2）现场数据获取：联系变电站，配合测量工作。由于仅测量接地线上的工频电流信号及其谐波信号，不需要触动设备的部件，因此对设备的运行及安全均无影
响。用现有的信号测量系统（包括：窄带电流传感器（50Hz～400Hz）、放大器、示波器和计算机）测量上述设备的接地线上的信号。
（3）数据分析。幅值分析。采用统计分析的方法，统计信号的幅值的概率分布。采用快速傅立叶变换，对信号的频谱进行分析，统计各谐波成分的概率分布，以及较大频率的分布范围。周围电气设备、环境温度、湿度对泄漏电流的影响规律。
二、变电站电设备泄漏监测和故障诊断方法
2.1金属氧化锌避雷器状态检测方法
金属氧化锌避雷器（M0A）具有非线性良好、残压低和通流容量大等特点，已逐渐替代有间隙的碳化硅避雷器。但是，在系统运行电压下MOA存在泄漏电流，而且由于老化、潮湿、污秽和过电压等因素的作用，其阀片会逐渐劣化，甚至还会引起爆炸，造成巨大经济损失。因此，为了及时发现缺陷，避免因事故造成的巨大经济损失，在提高MOA产品可靠性，强化质量管理的同时，对运行中的MOA进行在线监测和故障诊断是非常有效的手段之一。
金属氧化锌避雷器状态检测方法包括了全电流检测法、零序电流法、阻性电流法、红外测温法等方法，具体体现在：①全电流检测法。全电流检测法主要是检测金属氧化锌避雷装置的全部泄漏电流，其中包括电阻和电流两个部分，在测定的过程中，容性电流基本保持不变，系统稳定运行时性电流只占总电流1O％-20％，这种测量方式对较大故障或者老化的设备监测效果的最为明显；②零序电流法。零序电流即三次谐波阻性电流分量，通过三相接地线来测取三相电流中的基波分量，一旦任何一相出现泄漏时，就会造成电力系统的运行不稳定，从而检测故障所在。③阻性电流法。阻性电流虽然只占避雷器总泄露电流的很小部分，却直接MOA的绝缘性能和运行状态密切相关，通过监测M0A的阻性电流可以较灵敏的在早期预先发现MOA的老化及受潮趋势。④红外测温法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆红外测温法的工作原理主要是利用红外测温成像仪测出该避雷器表面各部分的温度，来进行相间、上下元件间和同类设备间的相互比较；或用红外热像仪对避雷器的热像图谱进行分析，根据热像特征判断避雷器是否存有受潮缺陷，并进行跟踪监测或停电进行其它试验，以免故障进一步恶化而引起事故的发生。
2.2 变压器铁芯接地在线监测方法
很多变电站中的变压器在运行的过程中，线圈中的电流引起电场分布不均匀，变压器中的铁芯就出在这个不稳定的电场当中，如果电位差达到一定得程度，就会产生火花，最终必将导致电力系统的设备事故。一般的运行过程当中，铁芯的一段需要进行接地处理，所以在额定电压的作用下，不容易产生电力系统的波动。
在大型高压电气设备电力变压器中，由于铁芯接地故障及其它异常情况，绝缘油中会产生多种气体，电力部门惯用的检测手段是检测溶解在绝缘油中的故障气体以及对设备的绝缘油采样后进行气体色谱分析和用钳形电流表测变压器铁芯外引接地套管的接地下引线的电流，以便尽快地发现潜伏性故障，是保证大型电力变压器安全运行和正常维护的主要手段。然而，在检测铁芯多点接地现象时，区分微弱的接地故障电流与强电磁环境干扰等有一定难度，因此，这种方法骤多、操作复杂，且不能在线分析，检测为精度和时效性都存在问题。而变压器铁芯接地在线监测方法，则通过在铁芯接地线上串联大小量程的传感器，再充分考虑弱电流的放大及传送，以及运用数字信号方法进行计算分析，采用PC机作为硬件平台，在软件中采用现代数字信号处理理论，并具有带电测量铁芯接地电流、接地故障自动录波、分析判断、报警和远传数据等功能。通过监测运行中铁芯接地电流的大小，自动判断变压器铁芯存在铁芯不接地或铁芯多点接地现象，从而防止铁芯形成悬浮电位及局部过热而引发一系列故障，确保电力变压器安全运行。
2.3局部放电监测技术
电力设备内部的局部放电会产生一系列理化现象，如脉冲电流、电磁辐射、超声波、光信号、新生成物（如绝缘油中气体组分的变化）等，并引起局部过热。局部放电的检测都是根据局部放电过程中所表现的各种现象为依据，通过能表述该现象的物理量来表征局部放电的状态。
（1）常规脉冲电流法
局部放电过程中会伴随着电荷的迁移，迁移电荷可在外围测量回路中产生脉冲电流，通过检测该脉冲电流便可实现对局部放电的测量。常规脉冲电流法通过检测阻抗或电流传感器，检测电力设备及部件内部由于局部放电引起的脉冲电流信号，获得视在放电量。
（2）超声波检测法
超声波是通过检测电力设备局部放电产生的超声波信号来测量局部放电的大小和位置。在实际检测中，超声传感器主要是通过贴在电气设备外壳上以体外检测的方式进行的。超声波方法用于在线监测局部放电的监测频带一般均在20kHz～230kHz之间。
2.4油中溶解气体分析法
油中溶解气体分析法英文简称DGA（Dissolved Gas Analysis）。当充油电力设备内部发生热故障、放电性故障或者油、纸老化时，会产生多种气体。这些气体会溶解于油中，不同类型的气体及其浓度可以反映不同类型的故障，对油中溶解气体的监测和分析是充油电气设备绝缘诊断的重要内容。DGA法是通过检测变压器油分解产生的各种气体的组成和浓度来确定故障（局放、过热等）状态。在不同性质的故障所产生的油中溶解气体的组分是不同的，据此可以判断故障的类型。该方法目前已广泛应用于变压器的在线故障诊断中，并且建立起故障诊断的专家系统，是在当前变压器局部放电检测领域中非常有效的方法。
总之，变电站是输电系统中的重要环节，对变电站中的各类设备泄漏状态进行监测，不断探索各种监测和故障诊断方法和技术，对提高变电站电气设备的运行可靠性，减小设备的运行维护成本，延长设备使用寿命，有着十分深远的意义。
参考文献：
[1]廉小红.变电站主电气设备状态监测方法研究[J].硅谷，2008（23）
[2]王勇变电站主电气设备状态监测及故障诊断技术研究[J].企业技术开发旬刊.2012（07）
[3]余建华变电站电气设备泄露监测中接地线背景干扰特征[J].产业与科技论坛，2013（07）
论文作者:王菲,郭楠
论文发表刊物:《电力设备》2015年4期供稿
论文发表时间:2015/12/3
标签：电流论文; 变电站论文; 电气设备论文; 在线论文; 避雷器论文; 局部论文; 故障论文; 《电力设备》2015年4期供稿论文;