沈濱松

（四川省送變電建設(shè)有限責(zé)任公司 四川 成都 611731）

基于輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)分析

沈濱松

（四川省送變電建設(shè)有限責(zé)任公司 四川 成都 611731）

本文介紹了輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀及特點，詳細(xì)分析了在線監(jiān)測技術(shù)在不同輸變電設(shè)備上的應(yīng)用。關(guān)鍵詞： 輸變電設(shè)備；在線監(jiān)測技術(shù)；變壓器

引言

隨著科技的不斷進(jìn)步，我國正大力推進(jìn)輸變電站的智能化改造，在線監(jiān)測技術(shù)則是實現(xiàn)輸變電站智能化的核心。在線監(jiān)測技術(shù)的應(yīng)用，使得輸變電設(shè)備運(yùn)行更加安全可靠，并降低了電能的損失。輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的運(yùn)用，很大程度上促進(jìn)了我國電力事業(yè)的不斷進(jìn)步。

1、輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)現(xiàn)狀及特點

當(dāng)前，能源緊缺日益嚴(yán)峻，對供電要求日漸提高，電力系統(tǒng)面臨著巨大的挑戰(zhàn)，電網(wǎng)智能化已成為一種必然的選擇。西方發(fā)達(dá)國家都加強(qiáng)智能電網(wǎng)研究，并將其上升至國家戰(zhàn)略層面。隨著通信技術(shù)以及計算機(jī)技術(shù)的進(jìn)步，輸變電設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測及診斷技術(shù)得到了快速發(fā)展，并取得很大的突破。相較而言，我國電網(wǎng)智能化研究晚，但是已取得了很多舉世矚目的成就。例如，高壓設(shè)備智能化、紅外線測溫、輸變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測及診斷評估等已得到了廣泛應(yīng)用。

輸變電設(shè)備在線監(jiān)測是通過持續(xù)供電實現(xiàn)對設(shè)備的周期性或連續(xù)性地自動監(jiān)測。它能夠在各種工作環(huán)境下應(yīng)用，及時獲取高清晰數(shù)字照片及視頻，通過對輸變電設(shè)備的監(jiān)測發(fā)出警報，并能對攝像機(jī)錄像、拍照以及方位的調(diào)整等進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，且具有良好的防雷、防塵以及抗電磁干擾能力。由于它的應(yīng)用，將我國電網(wǎng)供電安全性提升到更高的層次。

2、主要輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)研究

2.1 變壓器在線監(jiān)測技術(shù)

2.1.1 變壓器油色譜在線監(jiān)測

變壓器出現(xiàn)不同的故障時，會產(chǎn)生不同的氣體。油色譜在線監(jiān)測的關(guān)鍵就在于油氣分離技術(shù)以及氣體檢測技術(shù)。其中，油氣分離技術(shù)主要有動態(tài)頂空脫氣及滲透膜脫氣；而氣體檢測技術(shù)則主要是光聲光譜法及氣相色譜。油氣分離技術(shù)的原理是分理出油中溶解的氣體，主要包括薄膜脫氣法和真空和脫氣法，油氣分離技術(shù)的脫氣效率較高，重復(fù)性較好，具有較高的靈敏度。氣體檢測技術(shù)是檢測裝置核心部件，它的性能對于整個檢測裝置性能具有決定性作用，它是通過對各種氣體濃度的測定，判斷變壓器的內(nèi)部故障和存在的絕緣問題。

2.1.2 變壓器局部放電在線監(jiān)測

變壓器局部放電表現(xiàn)為脈沖型火光放電、非脈沖型輝光放電以及亞輝光放電三種。根據(jù)變壓器局部放電的特征，可以通過脈沖電流法、放電能量檢測法、超聲波法、射頻法等檢測方法進(jìn)行判斷。在具體對放電在線監(jiān)測技術(shù)的選取時，應(yīng)根據(jù)要求合理選擇。例如，射頻檢測能夠有效提取變壓器局部放電的信號，安裝也較為方便，測量頻率高，但是對于三相變壓器，它無法起到檢測作用。再如。放電能量檢測能夠測量其他方法難以相應(yīng)的亞輝光放電，但是該方法的靈敏度較差。此外，變壓器局部放電產(chǎn)生的高頻電磁從波特性復(fù)雜，可能會受到電壓器箱壁及內(nèi)部結(jié)構(gòu)的影響，所以在具體應(yīng)用時需要注意該方面的影響。

2.1.3 變壓器繞組變形在線監(jiān)測

繞組是變壓器內(nèi)常見的容易產(chǎn)生故障的部件，而大部分繞組故障是由于繞組變形的原因。對繞組變形檢測主要采用的方法有頻率響應(yīng)分析、短路電抗測試以及振動信號分析三種。其中，頻率響應(yīng)分析是通過對繞組變形前后產(chǎn)生的電容及電感值的變化進(jìn)行正弦波掃描，反映繞組情況，它的靈敏度高，抗干擾能力強(qiáng)，重復(fù)性好。短路電抗測試是通過空載測試對勵磁電流影響的修正，在線求出短路電抗并進(jìn)行診斷，實現(xiàn)對繞組變形問題的在線監(jiān)測。振動信號分析則是通過振動傳感器對繞組及鐵芯運(yùn)行振動信號進(jìn)行測量反映其情況，

2.1.4 變壓器鐵心接地電流在線監(jiān)測

據(jù)統(tǒng)計，變壓器鐵芯問題也是變壓器故障中出現(xiàn)非常多的一種情況，而變壓器鐵心故障中變壓器鐵心接地又是最為常見的原因。變壓器鐵心接地存在兩種情況，單點接地以及多點接地。接地情況不同，流過接地線電流值也會產(chǎn)生較大的不同，而根據(jù)國標(biāo)，接地線電流值不得超過0.1A。為了及時發(fā)現(xiàn)鐵心接地故障，可以通過穿心電流傳感器監(jiān)測鐵心接地的電流值。

2.2 避雷器在線監(jiān)測技術(shù)

氧化鋅避雷器出現(xiàn)故障時多是由于受潮和電阻片的老化，故障通常表現(xiàn)為元件發(fā)熱。氧化鋅避雷器受潮故障初期表現(xiàn)為故障元件發(fā)熱，嚴(yán)重時非故障元件也會發(fā)熱，且其發(fā)熱量要高于故障元件。電阻片老化故障通常表現(xiàn)為普遍的元件發(fā)熱，電阻片不同程度的老化，其發(fā)熱程度也不相同。漏電流是避雷器運(yùn)行情況判斷的重要參數(shù)，它也是避雷器在線監(jiān)測的對象，監(jiān)測方法有阻性電流諧波分析法、總泄漏電流法等。其中諧波分析運(yùn)用數(shù)字化測量技術(shù)以及諧波分析技術(shù)，測取較準(zhǔn)確的阻性電流基波值。

2.3 電纜在線監(jiān)測技術(shù)

2.3.1 電纜局部放電監(jiān)測

在工程施工或者生產(chǎn)過程中，交聯(lián)電力電纜可能會摻入一些雜質(zhì)或殘留一些氣泡，而雜質(zhì)及氣泡擊穿電壓較低，因此在存在雜質(zhì)或氣泡的部位容易產(chǎn)生局部放電。電纜內(nèi)產(chǎn)生局部放電時，常常伴隨一些現(xiàn)象，如產(chǎn)生超聲波、電脈沖、電磁波或發(fā)光發(fā)熱等，還會產(chǎn)生一些化學(xué)方應(yīng)出現(xiàn)新的物質(zhì)以及氣壓變化。根據(jù)這些電纜的局部放電特征，監(jiān)測中采用的方法有超聲波檢測法、高頻電流檢測法以及超高頻檢測法等。其中，超聲波監(jiān)測法是利用超聲波感應(yīng)器對局部放電現(xiàn)象中產(chǎn)生的超聲波監(jiān)測的方法，它不需和高壓電氣相連，能夠在不斷電的情況下實現(xiàn)對電纜的檢測，但是該方法聲波衰減較大，因而靈敏度較低，抗干擾能力較弱。超高頻檢測法利用超高頻傳感器檢測由于局部放電而激發(fā)的電磁波信號，判斷電纜是否出現(xiàn)局部放電問題。該方法能夠進(jìn)行局部定位，且傳感器可移動，因此十分適合于在線監(jiān)測。高頻電流法相對而言，較為簡單。它僅要對電纜本體及接電線部分進(jìn)行檢測即可。我們可將電纜本體視為一根天線，根據(jù)實際檢測效果來看，高頻電流法在檢測時會受到很多干擾，因此，數(shù)據(jù)處理時需要辨識出電纜局部放電的脈沖。如電纜局部放電，可通過電纜將脈沖電流接地，因此可將高頻傳感器連接在電纜接地線上，以確定是否產(chǎn)生局部放電。

2.3.2 電纜光纖測溫

通過對電纜外層溫度的監(jiān)測，計算電纜線芯的溫度，能夠?qū)崿F(xiàn)對電纜輸電能力進(jìn)行在線監(jiān)測的作用。光纖測溫的原理是從光纖一端攝入激光脈沖，光脈沖會沿光纖傳播，而在光纖每一點進(jìn)行傳播時均會發(fā)生反射，而喇曼散射反射光則會反向傳播，最后回到入射端。喇曼散射反射光強(qiáng)度與反射點溫度是密切相關(guān)的，它會攜帶反射點溫度信息。目前常用的光纖測溫方法有光纖光柵測溫方法以及分布型光纖測溫方法。光纖光柵測溫是根據(jù)光纖材料所具有的光敏特性通過光纖傳感器對光纖芯進(jìn)行溫度測定，把寬光譜光經(jīng)反射作用成為單色光。反射光中心波長與光纖芯的有效折射率相關(guān)，而有效折射率則會受到溫度的影響，因此對波長的監(jiān)測就可以判斷光纖光柵溫度變化情況。分布型光纖測溫方法在電纜內(nèi)部或保護(hù)層表面安置光纖，再通過光纖熱傳感測量電纜表面或表層溫度的分布情況，它具有較強(qiáng)的抗干擾能、較高的精度以及較好的兼容性。

3、結(jié)束語

當(dāng)前，我國正處于高速發(fā)展的階段，各行各業(yè)都有著巨大的用電需求，供電的安全可靠性是滿足用電需求的重要方面。為了確保輸變電設(shè)備的正常運(yùn)行，需要通過在線監(jiān)測技術(shù)對其狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測。通過有效的實時監(jiān)測發(fā)現(xiàn)輸變電設(shè)備中存在的安全故障，并及時解決，從而確保電力運(yùn)行的穩(wěn)定。目前，我國在線監(jiān)測技術(shù)仍然有很大的技術(shù)提升空間，只有通過不斷的技術(shù)研發(fā)，才能加強(qiáng)在線監(jiān)測技術(shù)在輸變電設(shè)備中的運(yùn)用，為輸電、用電的安全保駕護(hù)航。

[1]王少華,葉自強(qiáng),梅冰笑. 輸變電設(shè)備在線監(jiān)測及帶電檢測技術(shù)在電網(wǎng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀[J]. 高壓電器, 2011, 47(4):84-90.

[2]周朝楓.輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用探究[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品, 2015(19): 15.

[3]冀慧強(qiáng).輸變電設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)研究及應(yīng)用[D]. 天津大學(xué), 2012.

K928

B

1007-6344（2016）08-0121-01

沈濱松（1985年11月），男，助理工程師，本科，主要從事輸變電線路施工管理相關(guān)工作。