变电站电力设备运行监测与维护探讨

摘要：变电站电气设备的在线监测和故障诊断是集高电压，测试、计算机和通信于一体的技术，是实现变电站状态检修中主要的支持性技术措施，必须纳入变电站综合自动化系统中，以下分述变电站电力设备的在线监测和故障诊断的主要项目。本文主要针对变电站电力设备运行监测与维护进行分析。

关键词：变电站，电力设备，运行监测

一般情况下，如果忽略人工操作失误，产生电力中断基本上有三个原因：(1)在工作条件下正常磨损和老化造成的电力公司设备损坏；(2)外部事故或故障造成的设备停机；(3)外部影响消失产生的暂时系统扰动，如雷击引起的线路接地故障。采用此方法，一是它支持对设备实际状况的评估，二是它可以清晰地预估已检测到的问题的进一步发展以及损坏的可能性。因为它们通常是由保护系统来清除，而且后者也要传送必要的数据，所以尽管该类监视还会传送诸如线路故障位置等反映电力系统问题的诊断数据，一般仍称之为保护监视。

1变电站主电气设备状态监测内容

1.1变压器状态在线监测和故障诊断

变压器状态在线监测系统是对变压器绝缘的放电状况进行在线监测，以便尽早发现潜伏故障，提出预警，避免发生严重事故。(1)变压器状态在线监测的项目有：①绕组温度多点测量；②铁心温度测量；③油量、油位、油温测量；④绕组输入(输出，电压、电流、有功、无功监视；⑤绝缘分解物测定；⑥内部局部放电量检测和位置判断；⑦冷却系统检测。(2)常用的监测方法有：1)油中气体分析法，是含油设备绝缘监测最常用的方法之一。由于设备内部不同的故障会产生不同的气体，通过分析油中气体的成分、含量和相对百分比，就可达到设备绝缘诊断的目的，典型的油中气体如H2、CO、CH4、C2H6、C2H4和C2H2等常被用作分析的特征气体。

2)局部放电法，其常用的局部放电检测方法有声学检测，光学检测，化学检测、电气测量等。局部放电既是设备绝缘系统老化的征兆，也是造成绝缘，老化的重要机理。

3)频率响成分析法，是一种用于检测变压器绕组有无变形的有效方法。绕组机械位移会产生细微的电感和电容的改变，而频率响成分析法正是通过细微的变化来达到监测变压器绕组状态的目的。

4)油/纸的湿度检测法。过多的含水量不仅降低绝缘强度，而且引起局部放电。同时还会导致高温时产生发泡。

1.2电容型设备监测和故障诊断

电容型绝缘设备包括耦合电容器、电容型电流互感器、电容型电压互感器及主变压器的电容型套管等。当监测结果超出正常范围时发出预警，这样可及早发现潜伏的故障，避免发生严重事故。

1.3高压断路器状态监测

高压断路器状态监测项目是根据多年来运行故障统计确定的，根据多项统计看，机械故障(包括操动机构及控制回路)占全部故障的70%-80%，其他灭弧、绝缘故障占有较小比例，发热故障比例更低。高压断路器监测项目主要有以下几项。1)监测合(分)闸线圈控制回路是否完好；2)监测合(分)闸线圈电流、电压，线圈的电气完整性、连续性，反映二次系统状态，间接反映结构运动性能；3)监测断路器动触头运动特性，反映断路器行程(与灭弧、绝缘性能有关)、过行程(与缓冲器性能有关)、断路器运动速度(与灭弧性能有关)等；4)监测合闸弹簧机构的弹簧压缩工作情况；5)监测其机构部分有无卡滞、机构运动零件有无脱落、缓冲器性能及运动过程中有无非正常碰撞等。

2变电站自动化系统的监视

2.1监视的不同层次

变电站自动化系统或任何专用的监视系统监测着电力系统及指定的开关设备的情况。这些情况可能会要求保护或自动装置快速地作出反应，或者要求操作人员的行动，比如对相关告警的确认。因此，必须认真监视所有这些系统，及时发现任何恶化情况的发生。

2.2设备的自检

每个IED都有大量的相互影响的元件。其设计应该遵照如下方法，所有元件具有很高的MTTF，而且整个布置要抗电磁干扰(EMI)。使用可靠冗余的电源将有利于IED的鲁棒性。然而，自检仍是有必要的。如果用存储器储存数据，就要使用求和法检测错误，还要监视电源的失电。不过，究竟多大比例的设备应采用自检是一个非常学术化的问题。

2.4与中心监视系统的连接

设备或变电站自动化系统的自检是必需的。但是如果变电站是无人值班的，就只能通过监视系统将有故障的部分系统退出运行。对无人值守的变电站自动系统，这通常由相关的电网控制中心来执行，并由其将故障信息传给维护人员。

3变电站电力设备运行的维护

维护的任务是处理任何影响电力系统运行的故障。一次设备和控制保护设备会有故障，电力系统的设计和保护或控制系统的设计也会有各自的错误。这些故障和错误主要由以下因素引起：

(1)元件老化；(2)人员(操作或维修工作的)失误；(3)电力系统、保护或控制系统设计的错误；(4)环境影响和事故，如雷暴雨，或电力供应不足。这种维护称作故障维护。这称作预防维护，它可按如下不同方式实施：(5)定期维护：对用坏的部分定时地清理或替换，即维护时间是提前计划好的。这称作检测维护。典型的例子是更换断路器触头或变压器油。(6)预测或状态维护：应以持续或定期的方式尽可能准确地测量设备的实际负载及其实际状态；状态维护的另一个优点是免去了不必要的维护或诊断。这些工作不只费钱，而且甚至会由于维护过程期间自身的失误造成停电。

参考文献

[1]江智伟主编. 变电站自动化及其新技术[M]. 中国电力出版社，2006年1月：102.

[2]（德）Klaus-Peter Brand，Volker Lohmann，Wolfgang Wimmer著；景雷，范建忠，苏斌译. 变电站自动化[M]. 中国电力出版社，2009.04：76.

[3]邓清华编. 电力工人安全读本[M]. 中国铁道出版社，2004年6月：156.