变电设备在线监测装置应用情况调研及配置建议

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1、变电设备在线监测装置应用情况调研及配置建议谢齐家1阮羚1卢军2(1.湖北省电力公司电力试验研究院2.湖北省电力公司)摘要：近年来电力设备在线监测技术的快速发展，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡的进程。本文通过调研，统计分析变压器、GIS/断路器等变电设备在线检测装置的安装、运行情况，总结了变电设备在线监测装置的应用情况，指出了目前尚存在的问题，提出了变电设备在线监测装置的配置建议。关键词：在线监测油色谱调研1.引言为了确保电力系统的安全运行，最大限度地降低事故率，传统的定期检修已难以满足电力系统对可靠性的要求，以状态检修逐步代替定期检修已成为电力系统设备检修的必然趋势[1-2]。

2、实现在线监测是实现状态检修的前提条件，同时也是建设坚强智能电网的重要内容。与预防性试验相比，在线监测技术采用先进的传感器以采集运行中设备运行的信息，信息量的处理和识别也依赖计算机网络，不仅可以把某些预试项目在线化，而且还可以引进一些新的更真实反映设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断[3-4]，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡的进程，推动智能电网的发展。近年来，电力设备在线监测技术发展很快，其应用已经在一定程度上提高了电气设备的可靠性，减小了设备发生事故损坏的风险。本文通过调研，统计和分析变压器、GIS/断路器等变电设备在线检测装置的安装、运行情况，总结了变电设备

3、在线监测装置的应用情况，指出了目前尚存在的问题，提出了变电设备在线监测装置的配置建议。2.变电设备在线监测装置2.1变压器在线监测装置（1）变压器油中溶解气体在线监测油浸电力变压器中主要绝缘材料是变压器油和绝缘纸。这两种材料在放电和热作用下，会分解产生各种气体。对油中溶解的气体进行气相色谱分析便可发现变压器内部的发热和放电性故障。据不完全统计，50%以上的变压器故障是通过油色谱异常发现的[5]。可见油中气体色谱分析对及时发现设备缺陷，提示故障性质，查找和消除缺陷起到关键性的作用，是目前广泛应用于变压器在线监测的一种手段，十分有效。（2）套管绝缘在线监测变压器套管往往会由于各种原因而导

4、致事故，如密封不良进水受潮、局部高温过热、局部放电等。据统计，1995~2005年全国110kV及以上变压器事故的11.3%为套管事故，500kV变压器事故中28.6%为套管事故[7-11]。变压器套管损坏不仅会造成变压器停电，而且往往引起套管爆炸，波及周围电力设备，增大酿成火灾的可能性[6]。对套管进行主绝缘和末屏对地介损在线监测，是及时发现套管绝缘问题、防止套管运行事故的有效手段之一。在线监测能灵敏、及时地反映出套管绝缘进水、进气受潮和电容屏放电烧伤等现象，而套管主绝缘对地介损测试，对于发现套管绝缘进水受潮尤为有效。（3）局部放电在线监测局部放电检测是评估设备绝缘状态的重要有效手

5、段，5在离线的应用中，局放检测方法已获得十分有效的应用。但由于现场的干扰过大等原因，局部放电在线监测的应用受到了很大的限制。虽然多年来围绕局部放电在线监测的研究有很多，监测装置也层出不穷，但总体来讲，局部放电在线监测技术还不够成熟，应用范围也不广，需要更进一步的研究。（1）铁芯接地电流在线监测根据有关资料统计，因铁芯问题造成的故障比例占变压器各类故障的第三位[7-11]。运行经验表明，在正常情况下铁芯接地电流为几个到几十个毫安；当铁芯多点接地时，铁芯间的不均匀电位就会在接地点之间形成环流，铁芯接地电流可能增加到几十安培甚至更高。因此监测铁芯接地电流能及早发现铁芯问题造成的故障。2.2

6、GIS/断路器在线监测装置（1）机械特性在线监测GIS/断路器设备事故多数是由机械故障引起的，因此对其机械特性进行监测十分重要。2004年的统计数据显示，因操动机构及其传动系统机械故障导致的GIS/断路器设备拒动、误动故障分别占总拒动故障及总误动故障的65.6%和30%。机械特性在线监测主要监测分合闸线圈电流、分合闸线圈电压、断路器动触头行程、断路器动触头速度、开断电流、断路器操作次数统计等，通过机械特性的在线监测能及时发现断路器设备操动机构的异常，有效避免事故的发生。（2）SF6气体及微水在线监测装有SF6设备的配电装置室必须保证SF6气体浓度小于1000ppm，但是如果SF6泄漏

7、且达到一定浓度，可能造成进入室内工作人员大脑缺氧，甚至窒息死亡。纯净的SF6气体没有毒性，但SF6气体在放电、高温等产生的分解物如SF4、S2F2、SOF2、HF、SO2等是高毒性的，大量吸入人体会引起头晕和肺水肿，甚至昏迷及死亡。另外，在SF6高压开气体中微量水分含量超标会导致开关绝缘性能降低，因绝缘能力下降在两端电极附近产生局部放电，直接影响高压开关特性，甚至可能导致开关高压击穿。因此，在线监测SF6气体浓度及微水含量，对保障人员和设备安全都有重要意义