变电设备在线监测技术与应用

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1、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110k

2、V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

3、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

4、、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

5、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

6、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

7、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

8、进行测量发现，该传感器的