变电设备在线监测技术与应用
变电检修中在线监测技术的应用研究 王硕
变电检修中在线监测技术的应用研究王硕摘要:在线监测技术在电力系统中对于安全性的要求比较高，而在线监测技术的应用可以使得变电设备在检修时更加的方便，准确性也能够得到一定程度的提高，因此也能够保证了变电站在进行电力生产时的生产效率。
对于在线监测技术在技术上的提高和管理上的研究对我国的电力事业的发展有着重要的作用。
关键词：变电检修；在线监测；技术应用当在线监测技术处于初始应用阶段时，通过借助监测系统对分类数据进行分析，从而对设备的状况有一个清晰的判断，随时发现其中存在的偏差。
如果在线监测系统得到的数据的信息量达到一定程度时，才方便对数据进行更加明确的分类，从而获取更加详细的标准。
对于变电检修工作而言，在线监测系统的现实意义巨大，可顺应未来发展潮流。
一、变电检修中使用在线监测技术的重要意义在不断地实践和检验的过程中，在线监测技术的科学性得到了证实，该种技术的推广是对于变电检修工作是非常有利的。
在线监测技术可称为是一种比较新颖的监测方法，其主要目的是为了提取数据，从而对数据进行分析，为故障维修提供参考价值。
在线监测技术即为对设备的实时监测，一旦发现设备出现故障，可以及时发现。
在线监测技术能够监测到设备的绝缘参数以及泄露电流，并且能够让监测结果跟真实情况更加贴切，这样得到的真实度要高。
另外，在线监测技术得到的检测数据能够比较真实地对设备的工作状况进行反应，将变电检修工作变得更加具有指向性，目的变得更加明确化。
二、在线监测技术的主要因素分析在线检测系统在运用到设备的检测当中时，主要需要注意的因素是对于设备的在开发能力的问题。
其次，是关于在线监测技术在现场监测当中所出现的数据的分析工作要做到及时性和准确性的原则。
在变电检修的现场检测当中主要是对一些变电设备进行检修，需要检测人员能够根据现场检测到的数据上的一些变化趋势和状况来分析和判断出所检测设备的主要状况，从而实现对设备的在线监测工作。
一般来说在检测时需要注意的就是设备的变化趋势和在某个时段的状态，因此对于检测设备的选择上也要选择能够满足检测的专业设备，对检测出的数据能够实现直观的反应，还要能够根据在原始状态之下设备所呈现出的数据状况与检测出的数据进行比较和分析，以方便判断出现阶段设备的状态。
变电设备在线监测与故障诊断技术的应用
年第5期变电设备在线监测与故障诊断技术的应用周科峰（南京供电公司，南京210008）摘要检修是保证电气设备正常运行的必要手段，在电力系统中推行状态检修是电气设备检修制度发展的必然选择。
介绍了电力系统状态检修技术的发展与现状，给出了变压器、断路器、避雷器等变电设备在线监测的基本方法与故障诊断的工作原理，阐述了基于在线监测与故障诊断的状态检修技术，并指出了实施该技术目前存在的问题和今后发展的方向。
关键词：状态检修；在线监测；故障诊断；电气设备Application of on-line Monitoring and Fault Diagnosis Technology ofPower Transmission EquipmentZhou Kefeng（Nanjing Power Supply Company,Nanjing 210008）Abstr act For power equipment,condition-based maintenance is bound to be the principle of equipment maintenance,which means much to the healthy of power system.The paper has introduced the development and current situation of condition-based maintenance in electric system ，and fundamental methods of on-line monitoring and operating principles of fault diagnosis with transformer ，breaker ，arrester have been given ，the condition-based maintenance on the basis of on-line monitoring and fault diagnosis has been expounded ，in the end,the author has pointed out problems to put the technology into practice at present and the direction to develop in the future.Key words ：condition-based maintenance ；on-line monitoring ；fault diagnosis ；electric equipment1引言状态检修（CBM ，condition-based maintenance ）或预知性维修（PDM ，predictive diagnostic maintenance ）始于20世纪60年代后期，而电力工业方面则是80年代初期最早由美国电力研究院（EPRI ）将其用于核电厂的检修。
石嘴山220kV智能变电站一次设备在线监测新技术应用
石嘴山220kV智能变电站一次设备在线监测新技术应用一、概括智能化变电站是由智能化高压一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
一次设备的在线监测在智能化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置IED的故障和动作信息及信号回路状态。
智能化变电站中将几乎不再存在未被监视的功能单元，在设备状态特征量的采集上没有盲区。
通过对设备进行广泛的在线监测与评估，设备检修策略可以从常规变电站设备的“定期检修”变成“状态检修”，使得设备检修更加科学可行，既能保证电气设备的安全可靠运行，又可获得最大的经济效益和社会效益。
石嘴山220kV智能变电站涉及主变油色谱在线监测（含微水）、主变油温监测、主变铁芯接地监测、主变套管监测、主变油箱气体压力监测；220kV GIS设备SF6气体微水、压力（气体密度）监测、断路器状态监测；110kV GIS设备SF6气体微水、压力（气体密度）监测、断路器状态监测；全站避雷器状态监测。
图1 石嘴山220kV智能变电站设备在线状态监测一次接线图二、智能高压设备的组成及原理图2 智能高压开关设备的原理模型一次设备智能化是指使电力系统一次设备具有准确的感知功能，正确的思维判断功能，有效的执行功能以及能与其他设备交换信息的双向通讯功能，能自动适应电网、环境及控制要求的变化，始终处于最佳运行工况的方法以及由此形成的装置设备。
智能高压设备由高压设备和智能组件组成。
高压设备与智能组件之间通过状态感知元件（传感器或其一部分）和指令执行元件（控制单元或其一部分）组成一个有机整体。
三者之间可类比为“身体”、“大脑”和“神经”的关系，即高压设备本体是“身体”，智能组件是“大脑”，状态感知元件和指令执行元件是“神经”。
三者合为一体就是智能设备，或称高压设备智能化。
智能设备是智能电网的基本元件。
三、石嘴山220kV智能化变电站在线监测设备的构成图3 石嘴山220kV智能变电站设备在线状态监测构成图1、电子式互感器：（1）与常规互感器相比，电子式互感器具有绝缘简单、体积小、重量轻的特点，CT无磁饱和，允许开路，PT无谐振现象，数字量输出等特点。
变电设备在线监测与故障诊断技术的应用
相 关 的 预处 理 ． 随 后 经 过 后 台机 对 数 据 进 行 相 应 的 分 析和综合处理 。 这个环节主要涉及维数压缩和抑制 电
依据 ． 并可大大 降低 电气设备 的维修费用
电 气 设 备 诊 断 技 术 主 要 是 根 据 电 网 当前 的 运 行
自动化应用 ； ２ ０ １ ３； ９期 ８ ４
电 力 专 栏
蔫 囊 曩０ ０ ０
对故 障的严重程度进行准确的判 别
气 设 备 状 态 在 线 监 测 技 术 的发 展 电气 设 备 状 态 在 线 监测 是 采 用 硬 件 与 软 件 相 结 合 的 方 法 ． 软 件 占主 导 作
据。
２ － ３对相关状态进行识别
将处理之后 的准确数 据和 国家 的规 范 、 先前 的历
在 线监 测及远程诊 断技 术。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ ． ０ ７ ． ０ ８
史数据 、 专家 的经验 分析等 进行 比较 ． 并 对可 能发生 的故 障进行分 类 ， 确 定发生 故 障的部位 ． 并按 照标准
情况 ， 采用科学 的理论对发 生故 障的电气设 备进行分
析， 分别从设备 故障 的原 因 、 损坏程 度 、 故 障位 置 以及
电气设 备 的剩余使 用寿命这几 个方 面进行判 断 ． 制定
作者简 介 ： 段 继洲 （ １ ９ ７ ４ ． ） ， 工程师 ， 研 究方 向为输 变电设备
磁干 扰等技 术 ．为后期 的诊断 和维修 提供准 确 的数
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ ： ｓ ｕ ｂｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｑ ｕ ｉ ｐ ｍｅ ｎ ｔ ； ｏ ｎ ｌ ｉ ｎ ｅ ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｉｎ ｒ ｇ ； ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｄ ｉ ａ ｇ ｎ ｏ ｓ ｉ ｓ ； ａ ｐ ｐ ｌ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ
电力设备在线监测技术现状及实际开发应用前景
电力设备在线监测技术现状及实际开发应用前景摘要：在变电设备运维中，合理地使用在线监测技术能够及时提取设备运行状态的各项技术参数，并以此为依据判断设备存在的故障或隐蔽性故障点位，第一时间做到预防监控，降低安全事故发生的概率，提高电力服务的质量。
关键词：变电设备；在线监测技术；现状1在线监测技术的价值体现在线监测技术是一种创新型监测手段，其工作原理是通过在运行工况下，采取不停电技术准确提取相应数据，分析找出故障产生的原因，进而为后期的维修提供重要的依据。
通常情况下，设备由于自身故障都会造成无法挽回的经济损失，而在线监测技术的问世则高效地解决了这一情况。
在线检测技术可以对运行中的设备进行实时的动态监测，只要设备运行中出现相应的故障，该系统可以第一时间发现并采取有效的解决措施。
并且在线监测技术能够准确测试机械设备的绝缘参数及泄露电流，保证监测结果与实际相对应，提高真实性。
2变电设备在线监测技术2.1变压器在线监测技术2.1.1变压器局部放电在线监测变压器内部出现局部放电也就表示设备绝缘性能的弱化，同时也加快了绝缘老化的实际效率。
根据相关试验结果显示，变压器绝缘老化会加速降低变压器运行的稳定性。
在检测过程中可以看到变压器油中气体，能够从某一环节凸显局部放电问题，从而有目的地进行局部放电检测以满足设备运行监测的需求。
如果对放电形式以及电量进行深入分析，还将发现更多问题。
目前局部放电检测技术最为广泛的应用主要有光学局部放电监测和化学检测等。
其科学原理是依靠变压器外部装设的声学传感器对放电信号的灵敏度，准确判断放电的实际位置。
2.1.2实时检测变压器的绝缘性能动态检测变压器的绝缘效果能够提升变压器运行的稳定性，而变压器绝缘性能的老化具有进度缓慢、屏蔽风险效果强的优势。
对变压器绝缘性能进行检测控制，这对相关数据的收集有着重要的意义。
目前对变压器绝缘功能实施动态监测的方式主要有 3 种：一是铁心接地线电流监测。
二是套管接地引下线电流监测。
关于变电站设备在线监测的应用研究
效地设备 内部 的故障隐患 ， 对于 电网的 的稳定运行带来 巨大 的安伞风险 。因此 ， 构建变 电站的在线监测系统 ， 通过在线监测工作来弥补 定 期 预 试 检 修 存 在 的 不 足 ， 当 今 电 网安 全 运 行 的新 思 路 。 要 论 述 变 电设 备 在 线 监 测 的模 式 论 述 ， 而 阐述 在 线 监 测 目前 所 应 用 的技 是 主 进 术手段对变 电站设备 的故障隐患的监测是有效可行 的。 关 键 词 ： 电站 设 备 ； 线 监 测 ； 用 变 在 应
３ 主 要 的变 电站 设 备 的在 线 监 测 技 术
（） １ 变压 器 油 的在 线 监 测 。变 压 器 作 为最 主 要 的 电力 设备 ， 进 而 对 其 实 行有 效 的在 线 监 测 非常 的重 要 。在对 变 压 器 的 监 测 时 ， 其 需 要 重 视 对 变 压 器 油 的 监 测 。因 为 ， 压 器 的 诸 多 潜 在 尤 变 故 障 的 产 生 都 源 于 变 压 器 油 在 运 行 的 过 程 中 ， 生 了劣 性 的 变 发 化 。在 变 压 器 运 行 的过 程 中 ， 于 电 力输 送 的情 况 ， 造 成 变 压 由 会 器 油 出现 劣 性 ， 其 是 在 电热 的 环 境 下 ， 加 加 快 了 变 压 器 油 尤 更 的 变 质 。 由于 变 压 器 油 在 变 质 的过 程 中会 产 生 一 定 的 化 学 气 体 ， 而 在 线 监 测 的 时 候 ， 可 以 通 过 对 这 些 气 体 的 监 测 ， 判 进 就 来 断 变 压 器 油 的 变 质情 况 。而 且 ， 测 的 数据 越 大 ， 明变 压 器 油 监 说 变质的程度高。 （） 备 的 介 质损 耗监 测 。在 电 力 的 发 电 设 备 中 ， 在 诸 多 ２设 存 的 介 质 电容 器 。这 些 电 容器 中 的 介 质 损 耗 情 况 ， 接 的 关 系 着 直 电容 器 的 电容 能 力 。凶此 ， 实 际 的 电 力运 转 时 ， 要 对 各 种 电 在 需 容 器 的介 质 进 行 合 理 的 在 线 监 测 ， 而及 时 的 监 测 出介 质 在 运 进 用 当 中 的受 损 程 度 和 受 潮 与 否 。在 实 际 的监 测 时 ， 般 采 用 单 一
500kV变电站微环境在线监测技术的应用与探讨——以南方电网某500kV变电站为例
５００ｋＶ变电站微环境在线监测技术的应用与探讨———以南方电网某５００ｋＶ变电站为例郑力勇（中国南方电网有限公司超高压输电公司广州局海口分局）摘 要：随着电力系统规模的扩大，变电站微环境监测变得越来越重要，因为保证电力设备稳定运行，对于整个电网的稳定性和安全性至关重要。
本文以南方电网某５００ｋＶ变电站为例，介绍了一种基于物联网技术的５００ｋＶ变电站微环境在线监测技术，通过实时监测温度、湿度、气压等数据，可以及时发现变电站内部存在的问题，并进行预警和处理。
该技术具有很多优点，如高准确性、高实时性、高自动化程度等，可以有效地提高电力设备的稳定性和运行效率，从而保障电网的安全运行。
同时，本文还探讨了该技术的应用场景和技术实现方案，如采用传感器、物联网通信技术和云计算技术等。
在数据处理和安全性方面，可以使用人工智能技术和加密技术等来保证数据的安全性和可靠性。
本文旨在探讨５００ｋＶ变电站微环境在线监测技术的应用，以保障电力系统的安全运行，并为相关领域的技术发展提供有益的帮助。
关键词：５００ｋＶ变电站；微环境；在线监测技术；应用；探讨０ 引言５００ｋＶ变电站是电力系统中非常重要的设备之一，其主要作用是将输送来的电能降压并分配到各个用电负荷点。
然而，在长期的运行过程中，由于环境条件的变化以及设备老化等原因，５００ｋＶ变电站的设备会出现各种故障和异常情况，如电缆老化、接触不良、温度过高等。
这些问题如果得不到及时的发现和处理，会给电网带来严重的安全隐患。
为了确保５００ｋＶ变电站的安全运行，需要采用有效的监测方法来实时监测和分析其内部环境。
传统的监测方法主要是通过人工巡检或定期维护来完成，但这种方法存在着监测精度低、效率低、成本高等问题。
因此，引入物联网技术，利用传感器实时采集数据，并通过云计算、大数据分析等技术实现智能化监测已经成为了一个新的解决方案。
１ 技术概述１ １ 技术原理５００ｋＶ变电站微环境在线监测技术利用物联网技术实现了对变电站内部环境的实时监测。
变电检修中在线监测技术的应用
变电检修中在线监测技术的应用
随着电力系统的发展，电力变电设备变得越来越重要。
由于变电设备的重要性，一旦发现故障，需要尽快排除，以免损失加大。
因此，变电检修受到越来越多的关注。
在变电检修中，在线监测技术是目前比较常用的检修技术之一。
一、电气设备的在线监测
传统的变电检修是周期性地对设备进行巡视、维护和检测。
这种方式效率不高，容易遗漏故障。
在线监测技术可以实时地监测设备的运行状态，及时发现设备的异常。
通过在线监测，可以更加有效地保护设备的正常运行。
二、故障检测
在线监测技术能够实时地监测设备的运行情况，及时发现设备的异常。
当设备发生故障时，可以通过在线监测技术迅速定位故障点，并进行修理。
这种方式减少了故障的处理时间，提高了故障的处理效率。
三、预测性维护
在线监测技术可以监测设备的运行状况，对设备的寿命等参数进行分析和评估，提前预测设备的故障和损坏。
通过预测性维护，能够提高设备的可靠性和稳定性，减少检修成本。
四、损耗分析
在线监测技术可以提供设备的运行参数和状态数据，可以对设备的损耗进行分析。
通过损耗分析，可以评估设备的损耗情况，决定是否需要更换设备。
这种方式可以节约更换设备的成本，提高设备的利用率。
总之，在线监测技术在变电检修中的应用能够提高检修效率，减少检修成本，提高设备的可靠性和稳定性。
随着在线监测技术的不断发展，相信它在变电检修中的应用将会越来越广泛，为电力系统的发展贡献力量。
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变电设备在线监测技术与应用
戴贤哲
（厦门电业局变电检修部，福建，厦门，361005）
摘要：本文主要介绍了厦门电业局变电设备在线监测与诊断系统，通过变电设备在线监测与诊断系统发现的一起容性设备在线监测数据异常，结合设备的停电检修试验查找原因，发现设备的重大缺陷，避免了设备在运行中发生事故，确保了电网的可靠运行。
关键字：在线监测容性设备缺陷
0引言
随着电力事业的飞速发展，变电站设备越来越多，如变压器、电容式电压互感器、电流互感器、避雷器等，而变电设备的健康状况绝大部分依赖停电预防性试验，通过变电设备定期的停电试验数据判断设备的运行状况。
2008年厦门电业局开始对110kV及以上电压等级的变电站设备进行状态检修，通过设备的状态评价、风险评估、检修决策等手段，达到设备运行安全可靠，检修成本合理的一种检修策略[1]。
而状态检修的评价是基于例行性试验、在线监测、带电检测、诊断性试验等众多信息做出的综合判断。
其中变电设备在线监测就是在不影响设备运行的条件下，实现对电气设备进行数据采集、实时显示、诊断分析、故障报警、参数设置等，使专业人员能够实时直观地了解和掌握电气设备的运行情况，能够及时对异常状况的设备采取措施，避免事故的发生。
目前，厦门电业局已开始对110kV及以上电压等级的电力变压器、互感器、耦合电容器、避雷器等变电设备运行状况进行实时的在线监测。
1变电设备在线监测与诊断系统
图1 变电设备在线监测与诊断系统
该系统主要由变电设备在线监测传感器、数据通讯和控制单元、站端服务器等组成[2]，系统结构如图1所示。
1.1在线监测单元
图2 容性设在线监测单元
在线监测单元由各种传感器组成，主要有变压器油色谱在线监测单元、容性设备绝缘在线监测单元和环境在线监测单元三种。
变压器油色谱在线监测单元主要对H2、CO、CO2、CH4、C2H4、C2H6、C2H2等七种气体进行在线监测，并采用三比值法等综合诊断功能，可以正确监测和判
断主变运行状况，每天进行一次自动测量。
容性设备在线监测单元包括变压器铁芯电流在线监测单元、变压器套管在线监测单元；互感器在线监测单元；避雷器在线监测单元，可实现每五分钟采集一次数据。
变压器铁芯电流在线监测单元主要对变压器铁芯电流进行在线监测；变压器套管在线监测单元主要是对变压器套管的电容量和介损进行在线监测。
互感器的在线监测单元是对电容式电压互感器和电流互感器的泄漏电流、电容量和介损等进行在线监测。
避雷器在线监测单元是对避雷器的全电流、容性电流和阻性电流进行在线监测。
环境在线监测单元通过监测环境的温度和湿度等，将环境数据上传至后台服务器，为在线监测专家分析系统的数据处理提供必要的换算依据。
各在线监测传感器将测得的数据传输到各在线监测单元模块，各在线监测单元模块将测得的模拟信号就地转换为数字信号，然后通过数字化总线技术将测量参数上传至站端主机，避免被测模拟信号因长距离传输而失真及地电位的冲击。
1.2在线监测和诊断系统
变电设备在线监测和诊断系统把各在线监测单元上传的实时数据利用智能技术对运行设备情况进行综合分析，实现在线监测数据的通讯、存储管理、远传管理、查询和分析等，各组用户及领导可登陆内部局域进行相关数据的查询。
2在线监测案例分析
现在厦门地区变电站共用26个110kV及以上变电站安装了变电设备在线监测系统，共发现三起一类缺陷的设备，避免了因设备故障而影响电网的安全可靠运行。
下面介绍一起因变电设备在线监测系统数据异常而发现的设备故障。
2.1某220kV线路电容式电压互感器在线监测数据异常
图3 电容式电压互感器在线监测系统数据
该线路于2009年10月18日进行停电检修，同时拆除B相和C相耦合电容器和电容式电压互感器，2009年10月27日该线路按时送电投入运行。
但通过在线监测与诊断系统发现，2009年10月27日以后该线路A相电容式电压互感器的在线监测电容值和介损值并未恢复检修前的正常数值，如图3所示。
与该相电容式电压互感器同间隔的避雷器在线监测数据显示正常，因此排除在线监测系统通信模块的故障，初步判断为该电容式电压互感器在线监测单元的传感器出现故障。
2.2现场检查
图4 电容式电压互感器末屏接地刀闸
经检修人员到现场检查后发现，该220kV线路A相电容式电压互感器因低压侧末屏接地刀闸弹簧弹性不良导致失去接地，造成变电设备在线监测传感器被击穿，且表面有烧蚀的痕迹，如图4所示。
因此，检修人员立即将接地刀闸手动复位，并报告上级相关部门，将该线路A相电容式电压互感器退出运行。
图5 电容式电压互感器二次端子箱图6 放电间隙小球
2009年11月2日再次对该线路进行停电检修，打开该相电容式电压互感器二次端子箱后发现，二次端子排的铁架已严重生锈，如图5所示，放电间隙小铜球已严重变形且有铜绿生成，如图6所示。
2.3原因分析及处理
对击穿的在线监测传感器进行测量发现，该传感器的一次回路与电缆屏蔽层呈现出低电阻状态。
因此，判断该电容式电压互感器的末屏电流是通过在线监测传感器的测试电缆屏蔽层直接接地，才末造成设备更大的事故。
但由于泄流能力
有限，导致末屏放电间隙小铜球对地放电，小铜球长期受电动力和高温作用，出现变形和腐蚀现象。
图7 电容式电压互感器更换后在线监测数据
对该相电容式电压互感器进行更换，恢复送电后该线路A相电容式电压互感器的在线监测与诊断数据恢复正常，如图7所示。
对该电容式电压互感器的交接试验数据、在线监测数据和设备额定数据进行比较后发现，在线监测系统的电容量更接近额定数据，如表1所示。
表1 在线数据与交接数据比较
电容量额定电容量额定偏差
在线监测4972.54pF4947.82 pF 0.499%
交接试验5017.06pF4947.82 pF 1.399%
3总结
本文主要对变电设备在线监测与诊断系统进行了总体介绍，并报道了厦门地区一起由变电设备在线监测系统数据异常而发现的一次设备重大缺陷。
与带电测试和停电预防性试验相比，在线监测系统具有能连续测量、测量数据符合实际情况、能正确反映设备绝缘变化趋势和测量值更接近运行工况等优点。
通过这五
年厦门地区在线监测与诊断系统的运行，厦门电业局对在线监测技术应用积累了保贵的经验，为状态检修工作的进一步开展提供了大量的在线监测数据。
参考文献
[1] Q/FJG10093-2008输变电设备状态检修试验规程实施细则福建省电力有限公司2008.7.
[2] 张少涵在线监测系统数据与预防性试验数据的分析及使用[J]. 赛尔变压器及仪器仪表.2011.2:105-111.
[3] 李建明高压电气设备试验方法[M]. 中国电力出版社.2008.7.
[4] 苏鹏声对智能电网电力系统主设备在线监测现状和发展的几点看法[J]. 电力仪器仪表产品选用年鉴.2010-2011:57.
[5] 王风雷电力设备状态监测新技术[M]. 中国电力出版社.2009.4.
作者简介
姓名：戴贤哲性别：男民族：汉出生年月：1982年11月籍贯：漳州学历：硕士研究生职称：工程师（中级职称）研究方向：高压电气试验。