输变电设备运行状态监测新技术及应用

曾志国

摘 要：输变电设备状态监测是电网正常运行的重要环节之一，文章针对输变电设备运行状态监测的研究现状、监测技术、技术应用实例以及输变电设备运行状态监测的研究意义等方面进行简要阐述。

关键词：输变电设备 ； 监测技术 ； 监测应用

随着国民经济的快速发展，对电力需求日益增多，这促使电力产业取得了很大进展。然而，在电力产业迅猛发展的同时，各种电网问题接踵而来，大面积停电故障发生率更是逐年提升。为了确保电网的安全运行，电网的输变电设备监测成了判断电网安全性重要指标之一，输变电设备状态监测技术研究也成为热点 。

1 输变电设备运行状态监测的研究现状

输变电设备运行状态在现阶段的监测方式有预试方式、在线监测、带电检测三个方面这些方式对掌握输变电设备运行状态以及整个电网的安全状态有着很重要的意义。2 0世纪6 0年代美国首先开展设备维修技术的研究，并在工业领域中对设备状态在线监测加以实践。2 0世纪9 0年代美国和日本等发达国家的电厂已经开始设施状态维修但是在全球范围内只有少数的输变电设备和配电变压器配备了在线监测装置。而我国由于资金、技术成果不能产业化的限制，在输变电设备状态监测与诊断方面有很大的的市场空白。2 1世纪智能电网逐渐成为主流西方发达国家已经在这方面取得很大的进展。我国相较于发达国家研究时间略晚但是仍然在相关领域取得了一定的进展。

2 输变电设备运行状态监测的技术

输变电设备的状态监测包括在线监测、离线监测以及其他可得到运行设备的状态数据的手段。现阶段最常运用的技术手段是在线监测。在线监测是将相关的设备仪器安装在被测对象本体上实时记录和监测被监测对象的运行状态。本文为研究输变电设备的在线监测技术针对G I S组电路 、避雷器、电缆等设备的在线监测技术进行了总结。

2.1 GIS组合电路的在线监测技术

GIS是一种完成传递切换电能任务的组合装置，一般由断路器、 电流互感器、电压互感器、避雷器等设备构成。因此，GIS的主要故障可分为局部放电、载流导体局部过热、气体质量下降、机械故障等。

2.1.1局部放电。由于局部放电可引起电磁波和声波的变化和S F 6 气体电离，因此，局部放电的监测手段可分为非电气法和电气法。非电气法包括光学法、化学法、机械声法。由于信号衰减速度快，使用非电气法监测的范围受限制并不适用于永久固定的装置。电气法包括测量法和特高频法。这种方法传感效率高抗干扰能力强，但需要多个传感器共同作用。

2.1.2 S F 6微水密度监测。在一定程度上来说监测 S F 6气体密度就是在监测 G I S 设备。现有的监测方法是在监测 S F 6 气体压力，然后向远方发送警报信号，这种方式不能及时确定泄漏点，造成严重的设备损坏等问题。在线监测系统可以进行实时记录分析远程监测能更好的进行监测工作保证设备安全稳定的运行。

2.2避雷器的在线监测技术

避雷器容易发生的自身问题分为两大类 ： 受潮和电阻片老化。在受潮后就会使设备整体伴有发热现象而电阻片老化的现象会造成多个元件普遍发热使电压不均匀发热程度不同。漏电流的大小是检测避雷器运行状况的重要依据。因此，脂波分析法 、信号重组法、相位补偿法是避雷器在线监测的主要技术手段。

2.3电缆的在线监测技术

电缆在线监测可以分为两类：局部放电监测和电缆温度监测。电缆的生产或使用过程中气泡的残留和杂质的掺入都可能造成一些区域首先发生局部放电，现在的常用检测方法有高频电流检测法、超声波检测法、超高频检测法等。电缆光纤测温的监测技术是通过测量监测电缆外层的温度计算出电缆线芯的温度，判断电缆的输电能力。 通常运用光纤光栅测温系统和DTS 测温系统这种分布 性型光纤测温系统可连续多点测温规业距长、精度高、抗干扰性强等诸多特点。

3 应用实例

3 . 1 国外实例

新加坡电网公司的电网络系统是全部电缆化，电压在240v低压-4 0 0k v 高压范围内，整体管理更容易出现问题。而在近十年来，及 该公司在状态检测技术上逐步提高，使电网供电质量呈上升趋势。 以电缆热状态监测为例该公司在电缆上安装了分布式光纤测温系统 （ DTS） .DTS可以根据光纤的光时域反射和光纤的后向拉曼散射温度效应准确的监测电缆的发热状态，掌握电力电缆的运行状态，及时发现各种故障实施在线监测提高电缆的管理水平避免造成各种电缆事故造成不必要的损失。

3.2国内实例

香港CLP电力公司在输变电设备状态技术方面已经开始有了进 步的转换开始实行状态维修体制。以S F 6气体泄漏离线监测为例传 统的监测方式是利用电子探测器启可以探测到S F 6气体泄漏后发射的声信号然后进行定位。这种方法有着一定的缺陷不能精准定位。目前CLP P使用了新式监测方法运用激光成像技术，使S F 6气体可视化 泄漏的S F 6气体可以再视频上呈“黑烟”图像使泄漏点精准定位。

带电检测及在线监测由于可不停电监测的优势已经在国内大量 应用，然而新式监测方法的应用效果并不理想，有人针对已投入使用的在线监测设备。金属氧化物避雷器、变压器本体、电容型设备、断路器四种设备进行调查统计。调查中发现变压器本体投入使用的台数为85 0台监测警报成功的次数只有3 0次，然而监测设备自身发 生故障就有4 0 0余次；电容型设备在监测警报上没有作用，对于正在使用的15 0 0臺左右机器来说，有1 3 %的机器自身存在故障淇余的调查对象都存在着这种现象。

4 研究意义

输变电设备在整个电网的运行中处于核心地位，然而由于输变 电设备本身投资回报率低，导致投资商更乐于投资电厂，关注电厂运营情况，而疏于对输变电设备的关注，使设备老化、陈旧引发灾难性 的停电事故。 由此可见输变电设备已经成为了电网安全运行的主要影响因素，现如今对输变电设备的关注却远远不够，在相应的科研技 术投资上达不到应有的要求技术水平还很落后。

5结束语

综上所述，为了充分保障电网的安全运行，必须全面了解并及时掌握电网中各输变电设备的运行状态，并将先进的输变电设备运行状态监测技术高效运用于电网运营中。输变电设备运行状态监测的技术输变电设备的状态监测手段主要包括在线监测、离线监测及一些其他能够获取设备运行状态数据的监测手段，其中在线监测是目前最为常用的技术手段。

参考文献：

[1] 陈贵 亮 ， 石 永健 ， 常先连等 . 结合专业巡检开展输变电设备状态量总和分析 [j] 安徽电力 ， 2 0 1 1 ， 2 8 （l ） ： 66 一 68 .

[2] 陈贵亮 ， 聂小涛 ， 黄强 . 专业巡检在电力设备状态检修中的重要作用 [j] 安徽电力 ， 20 1 3 ， 30 （2 ） 5 7 一 59 .