绝缘在线监测装置提高变电站可靠性的应用研究

摘 要 本文首先对绝缘在线监测装置在变电站等中的应用现状展开全面的介绍。然后，对绝缘在线监测装置在变电站应用中的监测方法、监测系统的供能、主要绝缘信号的和处理以及其对变电站中主要设备的监测要点等方方面展开全面的分析。最后，研究绝缘在线监测装置在变电站中的应用，对于提高设备运行的可靠性、降低设备运行过程中的维护成本具有怎样的价值和意义，为今后开展相关研究提供理论参考依据。

关键词 绝缘在线监测；变电站；可靠性

中图分类号TM63 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2014）114-0199-02

0 引言

变电站在高压电网中发挥着举足轻重的作用，而可靠的绝缘部分为变电站的安全持续工作提供了保障。传统对变电站绝缘部分的检测一般采用定期停电检测的方法。这种预防性试验和检测虽然在一定程度上提高了变电站工作的可靠性，但对于设备内部的绝缘缺陷的检测存在着不足，并且高压电网的停电对于用户而言是一项巨大的损失。如何做到在恶劣天气或者环境下对变电站可靠性进行有效的检测，如何实现变电站工作状态下的及时监测，对于提高变电站等高压电网设备的安全性和可靠性具有突出的意义。因此，本文探索了绝缘在线监测装置在实现在线、实时的动测监测过程中的工作原理、应用现状等，并进一步探索绝缘在线装置对于提高变电站可靠性方面的意义和影响。

1 绝缘在线监测装置及其应用现状

1.1 绝缘在线监测装置分析

绝缘在线监测装置存在的意义在于能够降低周期性的停电维修工作，同时降低因停电维修而导致绝缘故障发生率。绝缘在线监测装置的组成一般包含安装在被测装置的测量抽头、分压电容单元、用于连接分压电容终端的电缆连接箱、装有系统电子元件的控制室集结箱和存储软件等部分单元组成。存储软件帮助监测装置能够不间断的累积收集数据，在实际操作应用中，绝缘在线监测装置需要在监测系统的指挥调度下，对搜集到的数据、信号进行处理分析，以此判断变电站的可靠性。

1.2 绝缘在线监测装置的应用现状

绝缘在线监测装置作为一种安全性高、可操作性强的监测系统已经广泛应用到高压电网设备故障检测工作中。实现了对高压电器设备的实时、在线、动态的监测。在国外，绝缘子在线监测装置的应用和发展更为突出。美国电力公司依据工作实践和研发能力，成功开发了一项新的绝缘在线监测装置和试验技术，并已经开始投入到高压电网的故障实时在线监测过程中。该套绝缘在线监测装置能够对变压器套管以及电流互感器实现实时在线监测，而宾夕法尼亚的AVO公司更是开发了一套在线评估系统用于提高绝缘在线监测体统的工作效率。

2 绝缘在线装置在变电站中的应用（监测方法、系统功能和监测要点等）

绝缘在线装置在变电站中的应用主要集中在能够发声侧漏电流和介质损耗的仪器设备或者零部件单元方面，以此帮助工作人员判断变电站可靠性，这其中主要有用于检测全电流泄漏以及容性和阻性分量变压器套管、电流互感器测量电流泄漏和介质损耗相对量以及电容式电压互感器的避雷器上的监测，用于对泄漏电流监测，实现对温度、湿度以及瓷裙表面污垢电流等监测的铁心监测部分。具体而言如下：

2.1 避雷器监测

目前用于变电站的避雷器大多采用没有串联间隙的氧化锌避雷器，安装在避雷器上的绝缘在线装置能够有效的监测到全电流的泄漏及其阻性和容性分量变压器套管，此外对于测量电流互感器及其电流泄漏以及截至损耗的变化量也能够实时在线监测。阻性电流的增加会随之导致损耗量的增加，从而引起热击穿，这是避雷器绝缘事故的最为常见和频法的原因。在避雷器发生故障过程时，由于MOA受潮湿环境的影响以及老化等原因，就会造成电流通过阀片泄漏，而阻性电流则会伴随增加成为全电流的主要成分，因此绝缘在线监测装置通过对比监测数据同避雷器出厂时的原始设计数据就可准确的检测到设备的缺陷。

2.2 变压器监测

变压器的绝缘在线监测一般选取氢气在线浓度和局部在线放电量为评价依据，同时参考油中溶解气体、局部放电位置、介质损耗值、电流泄漏以及设备的电容值等指标，综合对变压器的及时绝缘状态进行评估。其中绝缘在线监测装置通过分析变压器油中气体的相对浓度和成分，并借助局部放点的三维坐标定位信息等判断变压器的绝缘状态。有油中溶解的气态成分和产气率能够帮助工作人员借助在线监测系统判定发生故障的变压器的故障性质、类型以及元件，从而提高变压器监测的准确性。

2.3 高压开关柜监测

采用包括交流泄漏电流的在线监测和介质损耗角正切在线监测方法在内的绝缘在线监测方法能够有效的监测发生绝缘故障后的高压开关柜的缺陷部分所产生的放电现象，从而判断缺陷的严重程度、故障性质、类型以及缺陷元件。此外，对于高压开关柜的在线实时监测也可采用射频法，通过测定高压开关柜的绝缘信号波形，对其故障进行诊断。

2.4 容性设备监测

变电站中的容性设备通过包括CVT、耦合电容器、电流互感器以及套管等。随着技术的不断进步，针对容性设备的绝缘在线监测技术也更加的成熟，主要通过测定泄漏电流、介质损耗、电容量以及三相不平衡电流等对容性设备进行实时在线监测评估。相对于电容型设备缺陷而言，绝缘受潮缺陷占据了绝大部分。因此，通过介质损耗变化的监测可以对电容式绝缘设备的缺陷和故障进行实时在线的监测，并且随着设备缺陷的发展阶段，依据监测到的电流和电容变化情况判断缺陷的类型、性质以及危害程度。

3 绝缘在线装置对变电站可靠性提高的影响

绝缘在线装置实现了对变电站监测的实施、在线、动态的监测。在这一监测过程中，变电站无需进行定期停电开展预防性检修。对于变电站的可靠性而言，绝缘在线监测一方面提高了监测的准确性和科学性，给予操作人员更加安全、灵活且方便的监测。整个绝缘在线监测装置的工作是一项系统性的工作，在系统的不间断搜集信号和数据的同时，及时的进行对比分析，避开了外部环境因素对于监测工作的正常开展和有序进行，并能够准确的判断故障的性质、类型和严重程度。另一方面，绝缘在线监测装置降低了传统监测的定期性，减少了变电站停止工作的几率，而绝缘在线监测装置有效的避免了周期性的停电维修，在很大程度上提高了变电站工作的可靠性。

4 结论

为避免变电站因周期性的停电检修而造成的经济损失和设备损伤故障率的升高现象，绝缘在线监测装置有效的实现了对变电站设备故障和缺陷的实时、动态的在线监测。在线监测系统建立在对绝缘老化规律以及故障发生随机机理的基础上，融合了各种最新的检测技术，包括粗糙集理论和模糊集合理论方法、信息理论方法以及概率统计方法等科学技术，从而能够有效的监测、诊断、评估设备的使用状况，在实际应用中应得到大力的推广。

参考文献

[1]王成良.电气设备绝缘在线监测系统数据后处理设计与实现[J].电气自动化，2005，27（1）.

[2]李，李玉忍.电力电容型设备的绝缘介质损耗在线监测系统的设计[J].绝缘材料，2007，40（2）.