關(guān)鍵詞：電網(wǎng)設(shè)備；在線監(jiān)測(cè)；概念；要求；技術(shù)

 

引言

 

傳統(tǒng)的定期維修，不考慮電網(wǎng)設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀況的維護(hù)思想嚴(yán)重影響了電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行的安全穩(wěn)定性。實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)表明，只有根據(jù)電網(wǎng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)才能從根本上提高電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)的效率，提升設(shè)備監(jiān)測(cè)的質(zhì)量，降低設(shè)備維護(hù)的成本，有助于實(shí)現(xiàn)資源利用最大化，符合當(dāng)下可持續(xù)發(fā)展的發(fā)展思想。在線監(jiān)測(cè)能夠真實(shí)反映電網(wǎng)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行狀況，便于維修人員根據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)對(duì)設(shè)備進(jìn)行有目的的維修，有效地提高設(shè)備維修效率。

 

一、輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)的概念

 

輸變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)指在不停電的情況下，對(duì)電力設(shè)備狀況進(jìn)行連續(xù)或周期性地自動(dòng)監(jiān)視檢測(cè)。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由監(jiān)測(cè)裝置、綜合監(jiān)測(cè)單元和站端監(jiān)測(cè)單元組成，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)狀態(tài)數(shù)據(jù)的采集、傳輸、后臺(tái)處理及存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)功能。

 

狀態(tài)監(jiān)測(cè)指的是監(jiān)測(cè)機(jī)器設(shè)備運(yùn)行特性的一種技術(shù)，它是通過獲取被監(jiān)測(cè)設(shè)備的故障信號(hào)或者變化趨勢(shì)，從而提前預(yù)知維護(hù)需要或評(píng)估機(jī)器設(shè)備的“健康”狀況。狀態(tài)監(jiān)測(cè)是利用機(jī)器設(shè)備的壽命特征而開發(fā)的一種設(shè)備，其通過數(shù)據(jù)的采集和分析從而預(yù)測(cè)設(shè)備發(fā)展的趨勢(shì)。狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以分為以下兩種:基于狀態(tài)維護(hù)服務(wù)的技術(shù)（英文翻譯是Conditionbased Maintenance，簡(jiǎn)稱CBM)和預(yù)知性維護(hù)服務(wù)的技術(shù)（英文翻譯是Predictive Maintenance，簡(jiǎn)稱PM)。在這之前人們一直應(yīng)用基于時(shí)間維護(hù)策略（英文翻譯是Timebased Maintenance，簡(jiǎn)稱TBM）。雖然這種按照時(shí)間表或運(yùn)行時(shí)間而進(jìn)行檢修的策略能夠防止很多事故的發(fā)生，但是在檢修間期仍然可能發(fā)生意外故障。因?yàn)闆]有當(dāng)前機(jī)器設(shè)備的任何狀態(tài)信息，這樣的維護(hù)就帶有一定的盲目性，從而浪費(fèi)人力、物力和財(cái)力。而CBM與此不同，它能夠很好的獲取設(shè)備當(dāng)前的狀態(tài)信息，從而告知人們?cè)O(shè)備需要在何時(shí)需要什么樣的維護(hù)，從而避免盲目性，減少消耗，提高效益。相信通過借助狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息，CBM必將發(fā)展成一種最優(yōu)的控制策略。

 

二、電氣在線監(jiān)測(cè)功能要求

 

高壓電力系統(tǒng)運(yùn)行中，為了有效改善電氣設(shè)備的數(shù)據(jù)檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，提高數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)準(zhǔn)確運(yùn)行效果，確保電氣在線監(jiān)測(cè)水平，保證電氣運(yùn)行過程中的各種信號(hào)的實(shí)時(shí)存儲(chǔ)和傳輸。在實(shí)際工作運(yùn)行中，需要根據(jù)電氣設(shè)備的運(yùn)行水平，設(shè)置自動(dòng)報(bào)警監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)檢測(cè)，對(duì)抗干擾信息傳遞的能力進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。利用數(shù)據(jù)線路的定位系統(tǒng)完成數(shù)據(jù)的檢測(cè)管理，降低設(shè)備可能產(chǎn)生的各種故障問題，提高數(shù)據(jù)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和可靠性，保證數(shù)據(jù)發(fā)生故障后的及時(shí)處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理程度的定位，對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行壽命定位判斷。

 

三、電網(wǎng)設(shè)備在線監(jiān)測(cè)技術(shù)

 

1、變壓器在線監(jiān)測(cè)

 

變壓器是電力行業(yè)中經(jīng)常使用的器件，其絕緣的介質(zhì)主要是礦物油，運(yùn)用紙板進(jìn)行絕緣的，變壓器油是由烴類的化合物構(gòu)成的。變壓器在長時(shí)間的使用后，這些化合物會(huì)在外界環(huán)境的作用下發(fā)生變化，從而導(dǎo)致變壓器發(fā)生故障。

 

在絕緣相對(duì)于比較集中的地方，如果出現(xiàn)了故障，就會(huì)導(dǎo)致放電的問題，在導(dǎo)線的周圍最容易產(chǎn)生放電的問題，會(huì)導(dǎo)致絕緣的性能下降。在過熱的影響下，絕緣的材料會(huì)因?yàn)楦邷匕l(fā)生分解的問題，產(chǎn)生二氧化碳?xì)怏w。而且，當(dāng)局部放電發(fā)生后，還會(huì)導(dǎo)致高頻的脈沖，在電信號(hào)不足的問題下，會(huì)導(dǎo)致電磁的干擾。如果變壓器在濕度比較大的環(huán)境下使用，就會(huì)出現(xiàn)受潮的問題，導(dǎo)致絕緣性能下降，介電強(qiáng)度不足，在對(duì)變壓器故障監(jiān)測(cè)的過程中應(yīng)該分析油中水的含量。變壓器在實(shí)現(xiàn)絕緣時(shí)，是采用復(fù)合絕緣的原理，所以可以對(duì)其電流的吸收狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如果變壓器發(fā)生了短路的問題，繞組就發(fā)生變形。

 

2、斷路器設(shè)備的監(jiān)測(cè)

 

斷路器設(shè)備通過監(jiān)測(cè)動(dòng)觸頭運(yùn)動(dòng)特性的開關(guān)閘、速度、行程、超程來分析產(chǎn)生的同步性問題，并對(duì)動(dòng)力和傳輸設(shè)備的運(yùn)行情況以及連接狀態(tài)進(jìn)行不間斷檢測(cè)。斷路器要有合適的開關(guān)閘時(shí)間才能起作用，如果停電時(shí)間過長，燃弧時(shí)間會(huì)更長，特別是當(dāng)排除故障的時(shí)候，長弧可能會(huì)導(dǎo)致接觸點(diǎn)燃燒，甚至有發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。開關(guān)閘時(shí)間的不同步，將會(huì)導(dǎo)致線路或變壓器非全相接入或切斷，出現(xiàn)甚至危及絕緣的過電壓。可見關(guān)閘時(shí)間的把握和同步性是斷路器設(shè)備性能的重要保證。

 

3、電容設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)

 

電容設(shè)備也是電網(wǎng)設(shè)備中重要的組成部分。電容型設(shè)備主要包括電容式套管、高壓電流電壓雙向傳感器等。電容設(shè)備是變電站中的核心部件，其能否正常工作直接關(guān)系著變電站整體的工作效率。對(duì)于電容設(shè)備的監(jiān)測(cè)是在線監(jiān)測(cè)技術(shù)最早應(yīng)用的設(shè)備范圍。目前電容設(shè)備主要監(jiān)測(cè)技術(shù)為：電容量及泄露電流監(jiān)測(cè)。電容設(shè)備常出現(xiàn)電流的泄露，但是泄露電流相對(duì)微弱，一般不易察覺。微弱的電流極易受到周圍電場(chǎng)的影響。所以傳感器的穩(wěn)定性是決定監(jiān)測(cè)效率高低的主要因素。現(xiàn)階段主要是采用鋼質(zhì)外殼來擺脫外在電場(chǎng)的干擾，隨著計(jì)算機(jī)信息處理技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在更多的是傾向于數(shù)字自動(dòng)化監(jiān)測(cè)。對(duì)于電容介質(zhì)的及時(shí)監(jiān)測(cè)能夠及時(shí)了解電容設(shè)備整體受損情況，最初的介質(zhì)損耗主要是利用高壓來進(jìn)行監(jiān)測(cè)，高壓監(jiān)測(cè)的弊端在于容易受外在電場(chǎng)的影響。經(jīng)過不懈的努力，現(xiàn)在主要是運(yùn)用諧波研究法來進(jìn)行監(jiān)測(cè)。，通過其發(fā)出的頻率譜來進(jìn)行電容介質(zhì)損耗的分析。

 

4、絕緣在線監(jiān)測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

 

在線監(jiān)測(cè)在電氣設(shè)備絕緣性能測(cè)試中的應(yīng)用，主要得益于其中較多關(guān)鍵技術(shù)，具體包括：①通信技術(shù)。在線監(jiān)測(cè)中本身涉及到數(shù)據(jù)傳輸?shù)葐栴}，所以為滿足通信要求，多路選通開關(guān)中，計(jì)算機(jī)在通信程序上應(yīng)具備可靠性、穩(wěn)定性等特點(diǎn)，同時(shí)要求對(duì)采集裝置端口、電腦端口進(jìn)行緊密連接，確保采集裝置可及時(shí)將獲取的數(shù)據(jù)向計(jì)算機(jī)傳輸；②傳感器技術(shù)。絕緣在線監(jiān)測(cè)除利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)外，也要求將傳感器引入其中，需注意的是為使測(cè)量精準(zhǔn)度得以提高，應(yīng)保證所選擇的傳感器具有較高的性能。目前可用于在線監(jiān)測(cè)中的傳感器主要包括：光纖傳感器、自補(bǔ)償式電流傳感器等得；③數(shù)據(jù)分析技術(shù)。整個(gè)在線監(jiān)測(cè)過程中，數(shù)據(jù)的分析極為重要，系統(tǒng)在收集數(shù)據(jù)后，會(huì)將其向分析處理系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，此時(shí)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)便可根據(jù)分析的結(jié)果進(jìn)行故障判斷，所有的圖形、數(shù)據(jù)內(nèi)容都可被清晰的顯示出來，便于技術(shù)人員對(duì)其進(jìn)行分析；④數(shù)據(jù)處理技術(shù)。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行中，數(shù)據(jù)的處理在方法上主要以小波變換方式為主，同時(shí)也包含其他如傅立葉變換方法，在實(shí)際進(jìn)行復(fù)雜信號(hào)處理中，這些方法可直接過濾不規(guī)則的信號(hào)，在此基礎(chǔ)上提取正確的信號(hào)，數(shù)據(jù)處理結(jié)果極為精確；⑤非電量在線監(jiān)測(cè)。設(shè)備絕緣監(jiān)測(cè)中，若單純依托于電量在線監(jiān)測(cè)，將很難達(dá)到監(jiān)測(cè)目標(biāo)，此時(shí)便需考慮引入補(bǔ)充性的測(cè)量技術(shù)，包括介質(zhì)分析、超聲波探測(cè)以及遠(yuǎn)紅外檢測(cè)得等技術(shù)。

 

結(jié)語

 

經(jīng)過將近一個(gè)時(shí)代的發(fā)展，我國電網(wǎng)設(shè)備檢測(cè)技術(shù)已經(jīng)日趨完善，少數(shù)具備兼容能力的產(chǎn)品已經(jīng)開始向全國推廣使用，應(yīng)用范圍涵蓋了電網(wǎng)設(shè)備中較為重要的設(shè)備。目前我國在線監(jiān)測(cè)技術(shù)還有許多不足之處，電力人才要充分認(rèn)識(shí)自身不足，綜合分析在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建立及完善工作，爭(zhēng)取使我國電網(wǎng)設(shè)備早日實(shí)現(xiàn)綜合在線監(jiān)測(cè)及管理。