淺談變電設(shè)備運(yùn)行工況在線監(jiān)測裝置的研究

淺談變電設(shè)備運(yùn)行工況在線監(jiān)測裝置的研究摘要：近些年，隨著工業(yè)、經(jīng)濟(jì)等的發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)﹄娏Φ男枨笠苍诓粩嘣黾?，故有效維護(hù)變電運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性則顯得尤為重要，但是人為因素、自然因素導(dǎo)致變電站在運(yùn)行的時候出現(xiàn)了很多設(shè)備故障和問題，而這些故障和問題若得不到有效的解決，將會對生產(chǎn)和生活產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，故需要對變電運(yùn)行設(shè)備故障做好有效的修復(fù)，加強(qiáng)變電設(shè)備運(yùn)行工況在線監(jiān)測，使電力系統(tǒng)能保持高效、穩(wěn)定和安全的運(yùn)行。關(guān)鍵詞：變電設(shè)備運(yùn)行工況；在線監(jiān)測裝置；前言：變電站繼電保護(hù)及自動化裝置是電力系統(tǒng)重要組成部分，是電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要保障，對防止電力系統(tǒng)故障的發(fā)生和擴(kuò)大起著決定性作用。電力系統(tǒng)具有復(fù)雜性和龐雜性的特點(diǎn)，在其運(yùn)行的過程中，不管是哪一部分出現(xiàn)問題，都會造成電力資源的浪費(fèi)，造成生產(chǎn)和財(cái)產(chǎn)威脅。因此變電運(yùn)行設(shè)備需要不斷地進(jìn)行故障檢查，并做好及時的修復(fù)，這樣才能夠保證電力系統(tǒng)更穩(wěn)定、更安全地發(fā)展。一、變電運(yùn)行設(shè)備常見故障分析1.負(fù)載短路故障變電運(yùn)行設(shè)備如果發(fā)生負(fù)載短路，那么短時間內(nèi)則會形成較大的電流，而電流經(jīng)過了變壓器，則會導(dǎo)致其內(nèi)部線圈上的絕緣漆被燒毀，這樣變壓器就沒有辦法繼續(xù)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，對整個變電工作的影響也是較大的。再者，變電運(yùn)行設(shè)備若出現(xiàn)接地的現(xiàn)象也會導(dǎo)致短路，設(shè)備接地還會使變壓器中的油質(zhì)發(fā)生變化，甚至?xí)?dǎo)致設(shè)備燒毀，故為了使變壓器能夠應(yīng)對負(fù)載短路的故障，通常會在變壓器的兩側(cè)安裝防護(hù)裝置。2電壓過載故障在電力系統(tǒng)中，變電運(yùn)行設(shè)備會由于所處的天氣環(huán)境較為惡劣而導(dǎo)致避雷作用減弱的現(xiàn)象發(fā)生，而戶外的變壓器則會因?yàn)槭艿嚼讚粼馐艿剿查g超高壓，常常會導(dǎo)致變壓器內(nèi)部結(jié)構(gòu)受損甚至毀損，再者若由于工作人員出現(xiàn)操作錯誤，有可能會使變壓器兩端出現(xiàn)電壓較高的現(xiàn)象，最終使得變壓器無法正常工作。3電源故障作為電力系統(tǒng)中的變電設(shè)備，其自身的運(yùn)行也是需要穩(wěn)定電源的。若電源出現(xiàn)故障，那么就有可能會導(dǎo)致變電運(yùn)行設(shè)備陷入癱瘓，而在實(shí)踐運(yùn)行中，供電電源故障并不常見，但是一旦這一故障出現(xiàn)，整個變電系統(tǒng)都將會受到重大的影響，故做好該方面的故障防護(hù)及解決是非常重要的。4跳閘故障跳閘故障是最為常見的故障類型，該故障出現(xiàn)的原因有錯誤操作開關(guān)、母線跳閘、越級跳閘三種。實(shí)際上，引起跳閘的原因是多種多樣的，具體應(yīng)依據(jù)相關(guān)的表征和價(jià)差來進(jìn)行原因分析。變電設(shè)備運(yùn)行工況在線監(jiān)測裝置1.在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測的對象和項(xiàng)目。高壓電氣設(shè)備絕緣在線監(jiān)測技術(shù)是在電氣設(shè)備處于運(yùn)行狀態(tài)中，利用其工作電壓來監(jiān)測絕緣的各種特征參數(shù)。因此，能真實(shí)地反映電氣設(shè)備絕緣的運(yùn)行工況。從而對絕緣狀況做出比較準(zhǔn)確的判斷。在線監(jiān)測技術(shù)可以根據(jù)變電站中不同電氣設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測，監(jiān)測其介質(zhì)損耗、電容量、泄漏電流、絕緣電阻、母線電壓和三相不平衡信號等電氣參數(shù)。隨著在線監(jiān)測技術(shù)的不斷發(fā)展，其監(jiān)測的電氣量也不斷增加，可以根據(jù)需要監(jiān)測所需的電氣量。2.在線監(jiān)測系統(tǒng)的一般功能。近幾年研制的高電壓設(shè)備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)，既能對帶電設(shè)備的絕緣特性參數(shù)實(shí)時測量，又能對獲取數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理。一般具有以下功能。(1)測量避雷器在運(yùn)行中的阻、容性電流變化情況，掌握其內(nèi)部絕緣受潮以及閥片老化情況。(2)測量電容式電壓互感器、耦合電容器、電流互感器、套管等容性設(shè)備的泄漏電流和介質(zhì)損耗，掌握其內(nèi)部受潮和絕緣老化及損壞缺陷。(3)測量充油設(shè)備絕緣油的內(nèi)部可燃性氣體變化情況，掌握設(shè)備內(nèi)部有無過熱、放電等缺陷。(4)檢測阻抗穩(wěn)定，不受變電站強(qiáng)電磁干擾的影響，在系統(tǒng)操作過電壓、雷電過電壓作用下具有自保護(hù)性，不發(fā)生性能變化和軟件損壞現(xiàn)象。(5)檢測信號傳輸質(zhì)量，不發(fā)生失真和對其附近的其他信號產(chǎn)生影響，同時也不受其他信號的干擾。(6)具有專家分析功能，智能化判斷設(shè)備內(nèi)部絕緣。(7)系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)能夠遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享。3.在線監(jiān)測系統(tǒng)工作原理。各傳感器獲取的變壓器等電力設(shè)備的相關(guān)信號。經(jīng)過通道選擇控制器送入底層的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，然后經(jīng)處理后的數(shù)字信號送入變電站終端管理計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)上安裝有電力設(shè)備狀態(tài)診斷專家系統(tǒng)，可對各設(shè)備的絕緣狀態(tài)做出自動、準(zhǔn)確的判斷。4.故障診斷及信息處理軟件系統(tǒng)。在線監(jiān)測系統(tǒng)操作依靠軟件控制完成，并由診斷軟件對采集進(jìn)來的信號進(jìn)行分析處理。軟件采用模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，內(nèi)部軟件、存儲器、采集通路等各單元程序可進(jìn)行自檢、白診斷，具有較高的可靠性和靈活性。監(jiān)測工作站定時檢查，一旦發(fā)現(xiàn)錯誤，立即給出提示，并向上級管理層單元傳送信息。正常運(yùn)行時，系統(tǒng)可隨時在線監(jiān)測、記錄電力設(shè)備的狀態(tài)，并利用診斷專家系統(tǒng)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析判斷，定時向遠(yuǎn)端控制中心發(fā)送數(shù)據(jù)。出現(xiàn)異常時，快速采集、處理故障數(shù)據(jù)，保護(hù)動作迅速消除故障，使故障限制在最小范圍內(nèi)。同時完成在線計(jì)算、存儲、統(tǒng)計(jì)、分析報(bào)表、遠(yuǎn)傳和保證電能質(zhì)量的自動和遙控調(diào)整等功能。5遠(yuǎn)程診斷系統(tǒng)。遠(yuǎn)程診斷中心可通過以太網(wǎng)與遠(yuǎn)程的一個或數(shù)個前置監(jiān)控系統(tǒng)構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)，可以監(jiān)控本區(qū)域內(nèi)的數(shù)座變電站。區(qū)域控制中心可通過局級控制中心通信，反映設(shè)備故障情況。局級控制中心作為本系統(tǒng)的超級用戶，也可對某區(qū)域電站工作狀態(tài)進(jìn)行查詢，必要時可直接對變電站進(jìn)行調(diào)度。整個系統(tǒng)構(gòu)成一個大的分布式系統(tǒng)。系統(tǒng)的功能如下。(1)受監(jiān)控設(shè)備處的下位(微)機(jī)能不斷地對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行巡回檢測。(2)下位機(jī)一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備有異常狀態(tài)能自動向上級監(jiān)控主機(jī)(即上位機(jī))報(bào)警，并將設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)傳送給上位機(jī)。相應(yīng)地，上位機(jī)能及時自動應(yīng)答，接收數(shù)據(jù)。6.評估系統(tǒng)。保護(hù)裝置的運(yùn)行溫度是影響保護(hù)裝置性能的重要因素，保護(hù)裝置輸出的電壓質(zhì)量可以直接反應(yīng)保護(hù)裝置的性能，而保護(hù)裝置和監(jiān)控后臺及調(diào)度的通訊狀況也反映了保護(hù)裝置的功能特性，因此可以通過分析保護(hù)裝置的通訊報(bào)文分析其性能。采用直流電壓隔離變送器將保護(hù)裝置電源插件輸出的直流電壓轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號；用PTl00鉑電阻測量保護(hù)裝置本體溫度，通過溫度送變器將測量到的溫度數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的電流信號；再用模擬量采集模塊，將保護(hù)裝置本體溫度和保護(hù)裝置輸出直流電壓發(fā)送給在線評估裝置供評估使用。通訊過程中常見時間量包括保護(hù)裝置主動發(fā)送報(bào)文周期，SOE發(fā)送延時，遙控執(zhí)行完成周期，召喚報(bào)文響應(yīng)時間等量，通過監(jiān)聽通訊報(bào)文，提取這些參數(shù)并將其直觀的顯示在分析評估界面上。通過通訊監(jiān)聽的方式抓取保護(hù)裝置和變電站當(dāng)?shù)乇O(jiān)控電腦及遠(yuǎn)動調(diào)度的通訊報(bào)文，分析計(jì)算保護(hù)裝置主動發(fā)送報(bào)文平均發(fā)送周期、SOE發(fā)送平均延時、召喚報(bào)文平均延時、遙控完成平均執(zhí)行時間，通過這些參數(shù)評估保護(hù)裝置的功能性能的變化。結(jié)束語：變電站是電力能源輸配過程中的中間環(huán)節(jié)，其直接承擔(dān)了電力系統(tǒng)中的變壓與電力分配職責(zé)，借助于變壓器設(shè)備來把多個存在明顯差異電壓的電網(wǎng)系統(tǒng)聯(lián)系起來，而后對其重新實(shí)施變壓調(diào)制與電能配置。變電站的安全性將會直接影響到整個電網(wǎng)系統(tǒng)的安全程度。變電設(shè)備運(yùn)行工況在線監(jiān)測裝置對于變電設(shè)備運(yùn)行具有重要作用，技術(shù)人員要加強(qiáng)對其研究，