电力一次设备运行工况监测方法及装置

电力一次设备运行工况监测方法及装置

田斌蒋坤申林

（国网河南省电力公司检修公司河南郑州450000）

摘要：近年来，虽然电力事业已经取得了很大的进展，但是电力系统在实际运行中，还是存在着很多问题和故障，特别是电力一次设备的故障较多，对电力系统的正常工作，对正常供电，都会造成一定的麻烦，带来一定的损失。因此，需要加强对电力一次设备的防护，采取有效办法，科学预警，解决电力一次设备出现的各种故障问题，从而保证电力系统的正常运行。

关键词：电力；一次设备；工控；分析

1导言

所谓电力一次设备，指的就是电力系统中直接应用在电能使用和生产上，对回路电压过高予以控制的电气设备；其通常是由变压器、发电机、输电线路以及断路器等设备所构成。在实际生产中，把一次设备通过相互连接而形成的电气回路，称为一次回路。这个一次回路既可在生产中进行直接应用，同时又是构成有关电力生产、电力输送、电能分配的大通道。

2变电一次设备检修概述

对于设备检修的概述为，根据一次设备的状态监测结果和分析，合理安排检修周期和目标，状态检测是检修的首要任务，其次才是设备诊断，根据检测结果查看设备的历史信息，利用技术来诊断设备现状情况，检测和判断设备有无异常的办法有许多，其中主要包括有定期利用检测仪器进行预防试验，或者使用带点测量装置检测。

3电力企业变电一次设备运行现状分析

3.1变压器的分析

当今市场上有各式各样的变压器，但是尽管种类繁多，数量庞大，但是它们的工作原理基本相同，在正常运行的电力系统设备当中变压器占据这不可替代的重要地位。不仅仅能够在运行是利用自身的功能将阻抗和相位转换，更是能够转换交变电流的数值，更是能将任意数值的电压通过处理等方式转换成频率相同但电压值不同的电压，因此在设备运行当中是不能缺少的重要组成部分之一。

3.2电流、电压互感器的分析

互感器的作用与变压器在电力系统设备运行当中的作用极为相似，它们的工作就是将电力系统中所有的设备和线路的运行电压、负荷根据被输入的法则转换成电力设备中的所呈现的安全电流和低数值电压。

3.3高低压开关设备的分析

现阶段根据不同的使用电压条件情况，断路器可分为高压和低压两种，但是不论高压还是低压断路器均可以在设备运行时进行闭合负载和断开的步骤，保障电力系统的正常运行，也能及时进行断开各种异常性电路，防止危险发生。由于在实际运用中常将断路器与隔离开关连在一起，以此发挥两者的更大效果，因为它可在工作人员检查或修理线路或电力设备时，对高压电流进行有效迅速的隔离，对电路检测和工作人员均有十分大的帮助，保障不会出现安全问题，因此断路器和隔离开关也异常重要。

4常用的变电一次设备状态监测方法

常用的变电一次设备状态监测的方法有：使用在线监测及带电测量装置对设备进行检查，看是否存在异常；使用现有的检测仪器定期对设备的各项性能进行检测；利用红外诊断技术对变电一次设备进行快速的检测。目前断路器、变压器等主要变电一次设备主要配备有压力表、密度继电器、油温表等辅助仪表以及相应的信号灯，利用这些辅助仪表来预测、判断设备的缺陷隐患还是远远不够的。因此，变电一次设备的状态监测也需要依靠的定期试验、带电测量及在线监测等方法，并综合各种数据进行分析。

4.1断路器

断路器是整个电网中非常重要的元件，其在电网中主要的作用是根据电网的运行情况控制其他元件（线路、主变、母线等）进入工作或退出工作，对存在的问题进行快速的隔离，保障电网其余部分的正常运行。所以，断路器是否正常运行，对整个电路来说有着重要作用。敞开式断路器在电网运行过程中可能会出现以下几个问题：传动系统和操动机构出现故障；绝缘材料及器件选择不当；绝缘老化；电气控制及其辅助回路出现问题；触头接触不良导致短路问题。断路电器中各种故障所占比例见表1。为保障断路电器的正常运行，减少故障造成的损失，采取以下措施来检测断路电器的故障：一是对主回路的导电电阻进行测试，来检测触头的接触情况、腐蚀和磨损的程度；二是对具备检测条件的断路器进行局部放电检测来判别内绝缘部分和导电连接部分是否存在绝缘劣化或触头接触不良等隐患；三是对于真空断路器来说，进行分合闸耐压试验检测灭弧室的真空度；四是对分合闸、三相不同期进行测量，同时对分合闸速度的变化趋势进行分析，提前发现拉杆松动、触头烧蚀等隐患；五是对合闸接触端子或者分合闸电磁铁最低动作电压进行定期测量；六是对于SF6断路器来说，要对其进行定期的监测并记录SF6密度继电器的值，与标准值进行对比，检测气体是否泄漏，对SF6气体微量水的含量定期测量，与标准对比，判断SF6气体中含水量是否超标；七是对操作机构定期保养维护。

4.2变压器

根据初略统计，变压器的缺陷分布如下表所示：表2

由上表可见，变压器在运行过程中，渗漏油问题是最常见的问题。变压器从渗漏油问题来说，其装置油箱部件与零部件连接位置密封性较低、零部件焊接及铸造环节存在问题、运行中受到外部过大的荷载都将导致变压器出现渗漏油问题，还有其在运行中接线柱松动、接触不良、引线烧断等问题导致引线出现故障。变压器故障检测方法有：一是变压器油中微水量含量的测量。目前检测变压器油中微水量含量主要有色谱法、库仑法、气体法等方法；二是对变压器渗漏油检测。油箱与零部件连接不紧密、运行受过多的负荷、铸件等存在缺陷、内部故障等问题的出现会导致变压器漏油；三是引线部分检测。引线焊接不牢固，导致过热；引线部分与接线柱连接松动，导致接触不良；接线柱松动、引线烧断等引线部分发生故障；四是绝缘状态检测。对绝缘纸含水量和老化试验，油简化试验、电气绝缘特性试验等进行分析，来检测绝缘状态是否存在问题。

4.3隔离开关

一般隔离开关的故障有接触不良、载流接触面温度过高等故障。接触不良：开关在安装的时候对设备调试不准确或设备存在缺陷，导致隔离开关的合闸不到位，触头臂与接线座接触不良使得接线座温度过高。载流接触面温度过高：可利用红外测温仪测出红外辐射功率来判断隔离开关相关温度的情况，及时发现是否存在过热的情况。

4.4GIS设备

对GIS设备进行检测的时候，可采用局部放电超高频的方法，通过UHF传感器对GIS设备在局部放电时产生的超高频电磁波信号来获得相关的信息，进行检测，超高频正常情况下是300MHz～3GHz之间，但是设备现场电晕干扰在300MHz之下，使得UHF传感器避不开现场电晕干扰，发挥不了检测作用。SF6气体成分检测也是发现GIS内部放电隐患的重要手段，通过对硫化氢、二氧化硫等成分含量的分析提前发现内部隐患。

5结论

电力一次设备是电力系统极为重要的组成部分。实践表明，电力一次设备的可靠性及安全性与电力系统能否正常运行直接相关，进而对电力企业的经济效益产生着重大影响。因此，应高度重视电力一次设备的日常检修和维护，尽可能地减少电力一次设备故障。

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