浅谈变电设备在线监测技术与状态检修

刘慧娟

（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西太原，030001）

浅谈变电设备在线监测技术与状态检修

刘慧娟

（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司，山西太原，030001）

在电力系统自动化建设过程中，我国对电能的稳定性提出了更多、更高的要求。在电力系统中，变压器是非常重要机制设备，我国电力系统提出了越来越高的要求。电力系统要想保持可持续发展，必须采用智能化故障诊断方法和在线监测技术。通过运用变电设备在线监测技术与状态检修，能够使变电设备运行状态变得更为稳定和安全，有助于变电设备应用时间的延长，提高变电设备的工作效率。因此，本文对变电设备在线监测技术与状态检修进行研究，具有重要意义。

变电设备；在线监测技术；状态检修

1 变电设备在线检测技术的运用

1.1 变压器中出现的一般故障

在变电站中，变压器是一种关键变电设备，电能的输送均是由变压器来负责的。一般情况下，变压器在室外环境中进行运行，但是随着电力设备运用规模的不断扩大，一些变压器逐渐由室外转至室内进行运行。由于变电设备安全工艺不够完善，生产质量比较差，再加上变电器的检测技术和维修技术不够完善，最终导致变压器在运行过程中发生多种故障问题。在导电材料、绝缘材料、导磁材料共同组成下，形成了变压器。在一般情况下，通过运用绝缘油，使得变压器具有绝缘性能，而其他部分选用合成材料或者绝缘材料。在运行过程中，变压器会出现磁场，进而影响变压器的正常运行状态。因为变压器内部结构是比较复杂的，包含较多的附件数量，一旦某一个环境中出现问题，便会严重影响变压器的正常运行性能。其中，在运行过程中，变压器常常出现的故障有3种，如表1所示。

表1 变压器的一般故障

（1）铁芯故障。铁芯故障主要存在以下几种情况，即：其一，铁芯多点接地，和变压器之间产生闭合回路。电流稳定在主磁通的影响作用下，会随之大幅度上升，变压器中产生的气体不能进行有效释放，最终出现瓦斯动作情况；其二，因为铁芯接地，导致变压器发生运行不良现象。铁芯在静电感应影响作用下应处于悬浮状态，导致铁芯释放一定数量点至大地上。

（2）绕组故障。当变压器内绕组中产生短路、或者位移现象时，变压器便会发生绕组故障。根据变压器绕组内部结构，变压器绕组故障大致存在4种类型，即并间短路、股间短路、层间短路、匝间短路。因为变压器绕组结构和变压器制造工艺之间存在着非常密切的联系，所以一旦变压器制造工艺水平偏低时，就会非常容易产生绕组故障。对变电器来说，绕组故障是一种主要故障，在其影响作用下，变压器运行温度及时上升，当情况比较严重时，还会伴有轻重瓦斯动作现象的发生。

（3）分接开关故障。分接开关故障大致划分为两大种类，即：无载分解开关故障、有载分解开关故障，其中，最为常见的一种故障，就是有载分解开关故障。当发生有载分解开关故障时，常常会产生两种事故，即烧断故障、过渡电阻击穿故障。当变压器密封圈老化严重，或者密封性较差时，变压器便会产生分解开关故障。

1.2 变压器的在线检测技术

（1）基于铁芯多点接地的在线检测技术。在实际运行过程中，一旦变压器特性发生一点接地现象时，便只能产生较小的电流数值，不过，当变压器铁芯发生多点接地现象时，便会出现换流现象，其中非正常接地特点决定着换流的大小。一旦预警值低于铁芯接地产生的换流值，继电器便会进行警报。对于铁芯多点接地，它所对应的在线检测技术，主要是通过3大模块组成的，即接地电流模块、无线收发模块、通信接口模块。

（2）基于变压器油色谱的在线检测技术。一般来说，大型变压器绝缘结构和电压等级、变压器容量之间存在着非常密切的联系，油纸绝缘结构是大型变压器绝缘结构的主要类型。目前，国内采用的电压器容量多种多样，绝缘油体积也是多种多样的。绝缘油中大致含有4种气体，即CO、CO2、O2、NH4。当变压器在运行过程中发生故障时，绝缘油便会产生一些气体，如醛类气体、氢气等。目前，通过对变压器绝缘油中释放出来的气体进行判断和研究，可以诊断变压器产生的故障。针对变压器中存在的各种安全隐患，通过采用基于变压器油色谱的在线检测技术，可以制定出有效的预防措施。目前，在变压器故障检测中，基于变压器油色谱的在线检测技术已被进行广泛运用，相关技术、理论知识也比较成熟。

（3）基于变压器热点温度的在线检测技术。在实际运行过程中，当变压器内部温度存在不均匀现象时，变压器局部温度就会产生过高现象。尽管变压器绝缘油温度仍在规定范围中，不过在温度锅盖作用下，变压器发热源便极易会发生破损现象。基于变压器热点温度的在线检测技术，大致包括两种类型，即红外成像技术、紫外成像技术。其中，红外成像技术并不会对变压器的运行造成影响。

2 变电设备状态的评价方法

2.1 状态评价相关理论概述

了解检测目标的属性、检测对象，计算定量，即为评价。同时，通过评价，能够衡量管理对象标准，通过采用合理方式来进行判断，比较分析预期目标和预期结果，已获得最好的结果。因为电力行业具有特殊习性，变电设备的状态评价内容为：将电力行业在运行过程中产生的历史故障数据作为依据，采用先进技术和方法，建立有效的数学模型，比较分析状变电设备的状态信息。数据信息是变电设备状态评价的基本条件，特别是在将变电设备运行状态信息作为保证的条件下，要想通过人工模式进行变电设备状态的评价，这是很难整合原始数据的。

2.2 变电设备状态评价的流程

变电设备状态评价的流程，主要为：第一，对变电设备状态评价目标进行确定；第二，统计分析变电设备状态的影响参数，加深了解变电设备的运行能力，以对变电设备状态制定出有效的评价措施，建立科学的数学评价模型；第三，为确保获得合理的评价结果，应验证变电设备状态的评价结果。和实际情况相比，如果变电设备状态评价结果和其存在着较大的不同之处，应修改数学模型。

3 变电设备在线检测与状态检修的提高措施

变电设备在线检测与状态检修的提高措施，如表2所示。

表2 变电设备在线检测与状态检修的提高措施

3.1 建立健全变电设备状态检修保证体系

第一，将电力系统自身特点作为依据，电力企业不断完善电力系统质量保证制度，提高变电设备检修的规范化，明确变电设备检修工作人员的工作职责。在检修变电设备过程中，应遵循以人为本原则，对变电设备安全管理制度不断进行完善。第二，对变电设备检修验收制度不断进行完善。电力企业只能制定出完善的变电设备检修质量验收制度，将变电设备中可能存在的安全隐患予以及时发现，这样才能使变电设备状态检修质量得到有效提高。

3.2 引用计算机辅助技术

因为在检修变电设备过程中，常常会涉及多个环节，且变电设备故障产生原因多种多样，如果采用人工检修方法，要想在较短时间中，将变电设备故障产生的真正原因找出来，其难度是非常高的。所以，在检修变电设备过程中，应引用计算机辅助技术。在变电设备检修中，通过引用计算机辅助技术，有助于变电设备检修工作的开展和进行，有助于提高变电设备检修管理水平，制定出更为有效、合理的变电设备检修方法，有助于变电设备检修决策质量的提高，有助于变电设备检修数据信息的采集和分析。

4 结语

关于变电设备在线检测技术和状态检测，我国对其的研究实践并不上，相关理论知识和技术尚未形成和成熟。当前我国的变电设备在线监测技术与状态检修，能够使变电设备检修需求得以满足，有助于变电站自动化方向的发展，有助于变电设备运行成本的减小，使变电站的运行变得更为稳定。

[1]岑洁莲.变电设备状态检修的主要体系研究[J].广东科技.2017(14).

[2]杨玉菲,谷茂庆.变电设备状态检修的研究与实施[J].内江科技. 2017(04).

[3]余云江,孙灿.电气设备状态检修探讨[J].科技资讯.2017(32).

[4]廖瑞金,王谦.基于模糊综合评判的电力变压器运行状态评估模型[J].电力系统自动化. 2017(03).

Discussion on on line monitoring technology and condition based maintenance of substation equipment

Liu Huijuan
(China Energy Construction Group Shanxi Electric Power Survey & Design Institute Co., Ltd. , Taiyuan Shanxi, 030001)

In the process of power system automation construction, China put forward more and higher requirements for the stability of power. In the power system, the transformer is very important mechanism equipment, China’s power system put forward higher and higher requirements. In order to maintain the sustainable development of power system, intelligent fault diagnosis method and on-line monitoring technology must be adopted. By using the on-line monitoring technology of substation equipment and maintenance, can make the substation equipment operation state is more stable and safe, can help extend application time of electric equipment, improve the efficiency of electrical equipment. Therefore, this paper studies the on-line monitoring technology and condition based maintenance of substation equipment,which is of great significance.

substation equipment; on-line monitoring technology; condition based maintenance

刘慧娟（1982年），女，籍贯山西大同，工程师，从事变电站设计。