1、    探討變電設備的常見故障及在線監測技術應用    鄭召興【摘 要】在我國的電力系統自動化發展迅猛的背景下，人們日益關注供電可靠性，關注電力變壓器電力系統中的重要電氣設備的運行安全性，為此，我們要大力研究和分析智能化的變電設備的在線監測方法和技術，延長變電設備的安全使用壽命，提升變電設備的利用率，更好地增強變電站一次設備的安全可靠性，滿足電力系統可持續發展的要求。【關鍵詞】變電設備；在線監測技術；常見故障；可靠性1 變壓器設備的在線監測技術與應用1.1 變壓器設備的常見故障分析電力變壓器設備是“龍頭”，對于電能的安全可靠傳輸起著重要的樞紐作用，電力變

2、壓器設備的常見故障主要包括有：（1）繞組故障。這是主變的重大故障，表現為繞組變形、位移、短路等，出現這種故障會導致變壓器油溫上升，體積膨脹，嚴重時還會引起主變爆炸。（2）鐵芯故障。當鐵芯接地不良且處于懸浮電位時，會產生對地放電現象。另外，還會出現鐵芯多點接地形成閉合回路的現象，導致電流過熱。（3）分接開關故障。主要表現有過渡電阻在切換時擊穿、燒斷、拉弧等故障。（4）引線套管故障。主要表現為短路、接觸電阻增大、斷路、套管位移等故障。（5）絕緣或密封不良。過電壓會導致絕緣擊穿，過電流則會使絕緣老化加快。密封不良則會造成漏油現象。1.2 變壓器在線監測技術（1）變壓器鐵芯多點接地在線監測技術通常來說

3、，變壓器鐵芯正常運行是一點接地且電流很小，而當其出現多點接地時則會形成閉環回路，并與周邊的磁通或非正常接地點的性質相關聯。在對變壓器鐵芯多點接地在線監測中，當鐵芯接地電流到達報警值時，電流繼電器動作會出現預警；當超過限定的額定值時，可以自動或手動投入限流電阻，實現對鐵芯接地電流的限制。鐵芯在線監測裝置在電流傳感器的作用下，將接地電流轉換為電壓信號，放大、濾波、a/d轉換，再由通信接口將信號數據傳輸到無線傳輸模塊之中，實現在線監測。（2）變壓器油色譜在線監測技術（dga）。它是基于油色譜離線檢測技術發展而來，重點對絕緣油中溶解的ch4、co2、c2h2、c2h4等氣體的含量，進行重點檢測，該技術

4、具有良好的數據通信功能，可以實時監測變壓器內的油氣狀態，響應速度快，可以較好地消除檢測過程中的誤差。（3）變壓器熱點溫度在線監測技術。這主要是采用紅外成像技術及紫外成像技術，在不接觸和運行的前提下，靈敏而準確地發現電流致熱性及電壓致熱性缺陷，從而及時發現主變運行時內部溫度分布不均勻的現象，避免絕緣局部老化、擊穿和損壞現象。（4）變壓器繞組變形在線監測。這是通過振動信號分析的方法，對繞組及鐵芯運行狀態時所產生的振動信號進行測量，一旦繞組及鐵芯運行出現變形或位移現象，則其振動信號的幅值、頻譜圖會出現極為明顯的變化，由此可以作為判定設備變形的依據。2 斷路器在線監測技術分析及應用2.1 斷路器常見故

5、障分析高壓斷路器包括有滅弧元件，是開斷電網電流的關鍵設備，它的常見故障主要包括有：（1）密封件失效。（2）動作失靈。這是指斷路器的拒動和誤動故障。（3）絕緣件損壞。（4）滅弧件故障。2.2 斷路器在線監測技術分析（1）電壽命監測。由于斷路器是采用分合閘電磁鐵進行操作，為此，要采用分合閘線圈電流監測傳感器，對電流的波形進行同步對比，及時發現和診斷誤動、拒動故障。（2）機械系統監測。這主要是在線監測線圈分合閘波形及速度狀態，通過將旋轉光柵安裝于斷路器的主軸之上，利用光電斷路器及光柵的相對運動，使速度行程信號轉換為電信號，采集行程、開距等位移量。（3）控制回路監測。這是重點監測觸點的動作時間。（4）

6、儲能機構監測。這主要是在線監測儲能電機的電流波形、工作頻次等。3 容性設備在線監測技術分析與應用電容性設備主要是指變電站的電壓互感器、電流互感器設備，是電容型的絕緣設備，其相關的參數主要有介質損耗、電容值、電流值等，常見的故障類型主要有：絕緣故障、絕緣受潮、異物放電、過電壓下擊穿、外絕緣放電等。容性設備的在線監測技術主要包括以下幾種：3.1 容性設備標準電容器的電橋法它是采用運行電壓為外加電壓，cn時外接的標準電容器，與停電預試的電橋法原理大體一致，其應用優點在于準確度高，數據精準性強。然而，其監測不足之處在于：高壓標準電容器的相對體積較大，并且采用運行電壓作為外加電壓的安全系數不高，容易導致

7、絕緣擊穿造成設備短路。3.2 容性設備在線監測相對比較法它是對同一母線上的兩臺相同型號的容性設備，進行電流的大小及相位的同時在線監測，在系統后臺的計算和比較之下，獲悉介損的差值及電容量的比值，由此可以判定容性設備的在線運行具體情況，是一種應用較為普遍的檢測技術和方法。這種檢測方法的優點在于：可以在線獲取數據，具有更為準確的測量結果，并且相較于電橋外高壓法而言，它無須高壓標準電容器。然而，其應用不足之處在于：假若同一母線數據對比的兩臺設備的缺陷發展趨勢及程度一致，則難以檢測出缺陷性問題，為此，可以采用同一母線上三組之上的容性在線比較方式，有效地保障檢測的結果可靠性。4 氧化鋅避雷器在線監測技術分

8、析及應用4.1 氧化鋅避雷器的常見故障分析氧化鋅避雷器也即moa，是先進而應用廣泛的過電壓保護裝置，它有良好的非線性特性，承載容量大、結構簡單。然而，它也存在常見性的故障：（1）moa內部受潮。這是在安裝過程中滲入水分或密封件失效而導致水分入侵，致使氧化鋅的表現出現放電現象，造成絕緣件的損壞或擊穿。（2）moa的老化及熱擊穿故障。當氧化鋅避雷器的發熱功率大于散熱功率時，則會出現擊穿現象。并且，如果出現單相接地故障，則會加速氧化鋅避雷器的老化。（3）氧化鋅閥片與外瓷套間的局部放電故障。如果外瓷套間受到沾污，其電位分布會發生改變，氧化鋅閥片與外瓷套之間的電位差加大，則會出現局部放電現象，損壞氧化鋅

9、避雷器。4.2 氧化鋅避雷器（moa）在線監測技術（1）全電流在線監測技術。可以將數字萬用表安裝于氧化鋅避雷器的計數器之上，測量避雷器的全電流，有效監測氧化鋅避雷器的在線運行狀態。（2）阻性電流在線監測技術。通過阻性電流在線監測技術，可以及時發現和診斷氧化鋅避雷器早期的老化現象，它利用lcd-4阻性電流測量儀器，從氧化鋅下端提取信號，將其分解成阻性電流，再將電信號轉換為光信號，輸送到計算機在線監測系統之中，實現在線監測、數據分析和處理。在進行氧化鋅避雷器在線監測技術應用的過程中，要注意在線監測時相間干擾的影響，要注意氧化鋅避雷器周邊的環境，排除主要干擾源，可以采用角度補償法進行測試和分析，并做進一步的精準測量，以做出精準的診斷。5 結論綜上所述，在我國電力系統不斷發展的背景下，要重視和關注變電設備的運行狀態，要全面分析變電設備中的高壓斷路器、容性設備、氧化鋅避雷器的常見故障，并應用先進的變電設備在線監測技術，了解變電設備在線監測技術的優劣勢，把握變電設備在線監測技術應用中的關鍵點和注意要領，進行全面、準確的分析和處理，在傳感器技術和人工智能技術的支撐和依托之下，更好地確保智能變電站的安全可靠運行，促進我國電網系統的安全穩定與可靠性，并為后續的狀態檢修