110KV变电站一次设备监测系统研究与设计

110KV变电站一次设备监测系统研究与设计摘要:随着社会经济的飞速发展，人们用电水平的不断提升，对电能使用的安全性、可靠性也提出了更高的要求。变电站一次设备作为整个电力系统运行的关键，其运行是否合理直接影响到整个电力系统运行，因此，应加强对变电站一次设备的监测，及时发现运行中所存在的问题，并结合实际情况通过有效的试验，不断剖析产生问题的原因，进而实现从根源上控制问题，保证变电站一次设备的稳定运行。对变电站一次设备监测及试验方法等相关内容进行分析。

关键词:变电站;一次设备;监测;试验方法

引言

变电站的一次设备正随着经济的不断发展和信息技术的不断优化而朝着智能化、自动化迈进，但与此同时也带了相关问题，即一旦一次设备运行中产生问题，就会给供电网络的整体运行稳定性带来影响，从而给相关用电企业和社会生产过程带来负面影响。变电站是供电网络运行的重要枢纽，发挥着核心作用，变电站内部的一次设备正常可靠运行同供电网络的正常运行有着密切的关系。基于此点，本文基于现有技术对变电站一次设备进行简单的介绍，并对其常见故障进行分析，并提出了几点解决措施，以促进变电站安全稳定运行。

1变电站一次系统设计的重点

变电站在设计期间必须按照规定标准进行设计，现有变电站设计主要以“三通一标”“两型一化”“智能”为主，同时还需要根据实际情况进行设计，在设计时重点需要考虑以下几个问题：

1.1变电站电气主接线设计

整个变电站的复杂程度都是由变电站的主接线来决定，在设计期间需要着重考虑进出线的回路数，并且不能过多的浪费材料，要合理确定主接线的形式，同时还需要考虑后期的维修工作是否便捷。

1.2变电站电气设备的选择

在未来的发展中，变电站会以智能为主进行发展，所以在选择电气设备的时候应该考虑电气设备的先进程度和可靠性，同时还需要有采集和保护测控的功能。除此之外，变电站的设备还具有降低生命周期的功能，减少后期的维修以及维修的成本。

1.3变电站的防雷接地保护的选择

在变电站设计过程中还需要考虑防雷的保护，如果电气设备遇到强雷击时，就会破坏变电设备而影响整个变电站正常的运行，所以在变电站设计时一定要对防雷工作进行考量，采取科学合理的防雷措施，尽最大的可能使得受雷电冲击的情形减弱。

1.4计算短路电流

随着科技不断的进行发展，电力系统一直在不断的进行完善，当前电力系统常见的故障是短路故障，所以在设计期间一定要计算好短路电流，并且把计算的结果参数作为设计的依据，合理应用到设计工作当中。

1.5主要电气设备的选择

（1）断路器的选择。需要根据安装的环境和使用的要求来进行确定，并且确定断路器的种类和断路器的形式。（2）互感器的选择。需要根据实际测量出来的误差，确定误差的大小和误差的准确性，再选择合适的电流互感器，并且根据安装的区域环境和使用的要求选择电压互感器的类型。（3）隔离开关的选择。在选择时需要把监测设备和带电部分进行隔离，这样才能保证监测人员的安全。为了保证监测时候的安全，要在断路器的两端都设置相应的隔离开关，但是有中性点有避雷针或者是变压器的引出线上是可以不用设置隔离开关的。

1.6选择合理的高压配电设备

变电站重要的组成就是配电装置，特别是在接受电能和分配电能的时候，配电设备作用尤其重要，在设计配电设备必须要遵循的原则就是安全、可靠和可持续发展，另外还需要考虑安装和维修等工作是否方便。高压配电装置设计还需要考虑设备的外形和监测情况，进行综合性的分析对比。

2智能变电站一次设备智能化的概述

2.1智能变电站一次设备智能化的判断标准

变电站一次设备智能化不简简单单是一些设备的网络化应用和信息化处理，而是变电站一次设备在科学设计、合理布局、严格建设的基础上形成智能化体系和结构，判断变电站一次设备是否实现智能化可以参照如下标准：一是功能性原则，即变电站一次设备经过智能组建后可以提升变电站一次设备的功能，确保变电站工作效率、运行安全不受影响。二是实时性原则，即变电站一次设备智能化后应该能实现对各设备的实时监测，做到对一次设备运行信息和运行数据的实时存储，这是智能变电站的基本要求，也是确保变电站一次设备智能化运行的基础。三是智能化原则，变电站一次设备必须具备自我监测的能力，整个一次性设备系统具有实时报警的功能，同时变电站一次设备在抗干扰和防止误操作上有特殊的设计，能够确保变电站一次设备在复杂情况下运行的稳定性、安全性、准确性。

2.2智能变电站变压器的智能化

变电站变压器的智能化主要是变压器自动化运行和变压器在线监测的自动化。主要包括：对变压器油色谱、套管绝缘、接地电流、电力负荷、变压器油温的实时监测，达到对变压器油品溶解气、水分等问题的监控，实现对变压器局部放电、绕组短路、介质损耗的及时判断和处理，完成对铁芯电流、负荷温度、冷却器状态的有效调整，做到对变压器功能的保证。2.3智能变电站避雷器的智能化避雷器是变电站安全运行的设备与结构基础，智能变电站的一个重要前提就是避雷器的智能化，有了智能化避雷器，可以实现对电流、电压、动作的全面检测，使避雷器全电流和阻性电流得到有效控制，做到对避雷器功能的有效保障。同时智能避雷器可以与智能变电站的网络与管理系统实现通信与调控功能，将智能避雷器转化为整个智能变电站体系的一部分，对促进变电站智能化和变电站运行安全化有着重要的支撑作用。

3变电站一次设备的监测内容

3.1变压器监测

引线事故、运行异响、受潮老旧是工作人员监测变压器过程中经常碰到的问题，监测变压器过程中无论出现何种故障，都须及时寻找事故原因，结合故障原因实时采取有效的措施进行解决。在监测变压器的过程中，工作人员要仔细检查变压器各接线柱的连线情况和引线间的焊接状况，保证各个接线都紧固连接，这样能够更好地避免变压器引线事故的发生，另外，针对变压器受潮老旧故障的防治，监测人员要仔细观察变压器的运作状态和环境，确保变压器在干燥的状态下运行。如果变压器在运行过程中出现异常声响，须严格对变压器各个元部件和线路进行检查，观察是否产生部件松动或线路短路等情况。

3.2断路器监测

众所周知，断路器是变电站的主要一次设备，其运行的稳定性直接影响到变电站运行的安全性、稳定性。而从断路器的实际运行情况的分析中发现，受到多种因素的影响，断路器设备运行中经常会出现发热、异响、误动等故障，在大量的实验研究中，引发断路器这些问题的主要原因有机械部件卡死、线圈层内发生短路、二次接线出现错误、控制回路接触不良等等，导致断路器出现误动作的原因包括:运行系统操作失误、电源回路发生故障、连通互感器时极性错误、二次回路出现故障。不管断路器发生何种事故，首先要全面仔细地研究故障的特征和原因，接着再根据这些特征和原因采用科学、合理的解决措施。通常情况下，可以通过使断路器先不带电试运行一段时间，根据其故障状态寻找相应的事故原因。

3.3隔离开关监测

在变电站的所有一次设备中隔离开关是操作频率最高的设备，隔离开关的各类事故也出现概率最高。隔离开关发生的事故主要为接触不良，导致接线座温升过高，一般引发这类问题的主要原因可能是出现在隔离开关的生产、安装环节，如生产或安装环节对隔离开关接触面打磨不到位，或是接线过程中铜铝过度未处理好，另外，隔离开关触点温度偏高情况也有可能是隔离开关生产加工不科学，不合理导致的。为了较好地预防隔离开关各种事故的发生，操作人员在操作隔离开关过程中必须充分掌握隔离开关易发生故障的位置及其原因，事先做好预防措施。同时，须要求厂家在设计生产隔离开关过程中，使用先进的设计方法和科学的制造技术，科学、规范地设计隔离开关的每个部位。

4变电站一次设备监测的主要内容和试验方法

4.1变电站一次设备监测主要内容分析

变电站一次设备的监测过程中，涉及到诸多的内容，其中在对变压器的检修方面就是比较重要的内容。变压器作为一次设备监测的重点内容，变电站的运行安全性和变压器的安全有着直接关系。造成变压器的故障原因比较多，在监测的时候就要在接线柱接线位置和引线间的焊接处实施多方面的检查[2]。为对变电站的运行安全性加以保障，就要在绝缘性的监测方面充分重视，避免变压器老化问题造成故障问题。对隔离开关的监测也要加强重视，变电站的实际运行中，隔离开关的使用较为频繁，也是比较容易发生故障的重要原因。在隔离开关的安装过程中如果没有采取有效的方法，就必然会存在诸多问题。在对隔离开关的设计层面没有科学也比较容易出现使用故障。所以对隔离开关的监测方面，就要注重隔离开关的安装科学性，以及在设计上的科学性得意保证。变电站一次设备监测当中，断路器的监测也是比较重要的内容。在断路器发生了故障时，也会影响电力系统的良好运行。断路器的故障主要就是，出现异常的响声以及起火和误动等故障问题。造成这些故障的原因也比较多样，由于电池的欠压以及线圈层的短路等问题，就会造成断路器的故障问题出现[3]。对断路器监测的时候，要结合实际情况，对故障问题的原因详细分析。例如在出现跳闸的时候，就要闭合拒跳断路器隔离开关，能保障电路的路线正常化。

4.2变电站一次设备试验方法

对变电站一次设备进行试验过程中，要充分注重方法的科学性，其中对主变压器的试验过程中，通过电气试验操作的方案来为监测人员提供全面准确数据信息。主变压器的试验方面，局部放电以及分析溶解气体色谱和变压器的直流电阻测量等方面要加强重视。在局部放电过程中，内部局部放电造成绝缘老化，这是重点监测部分。这就需要结合变压器局部放电量实施监测，对变压器的绝缘性进行判断。在通过变压器的直流电阻测量层面也要能充分重视，检查绕组内部导线接头焊接质量等。另外，对变电站一次设备的试验中，对高压配电装置的试验过程中，要选择科学的方法加以应用。其中高压配电装置以及组成部分的监测试验是重要方法，还有就是绝缘气体质量气体泄漏监测试验的方法。在具体试验方法的选择上就要结合实际情况。把高压交流耐压试验以及局部检测试验综合性应用比较常用。通过状态监测的方法，对高压变电设备进行监测试验。为能有效保障变电站一次设备的监测管理水平提高，就要对变电设备的维护工作充分重视，监测试验人员的专业知识学习要加强。并在新设备新技术的引进方面加强重视，只有在这些层面得到了加强，才能保障一次设备的监测试验质量。

4.3主变压器测试

主变压器作为变电站运行的核心，其运行安全稳定性也将直接影响到变压器运行的安全性稳定性，而实际调查中，主变压器运行故障问题频繁，因此，应做好相关的故障处理工作，而在此之前则需要通过有效的试验方法来剖析问题的所在。如处理变压器的故障时，可以采用电气试验实施的方法，为工作人员提供更为全面和准确的数据资料。首先，局部放电检测，变压器中的局部放电是导致绝缘老旧劣化甚至是击穿的关键因素，因此需要对局部放电量展开重点检测，其能够为变压器绝缘能力的判断和评价提供参考数据。其次，研究溶解气体色谱，观察变压器内的油所溶解的气体含量在流动相和固定相中的配置比例以及细小的差异，参考这两种指标对变压器的工作状态与运行事故进行评价。第三，变压器直流电阻检测，变压器直流电阻检测的主要功能是查找出绕组内部电线接头的焊接水平、引线与绕组构架的焊接水平。

4.4高压组合电器试验

此类设备的检测试验措施主要分为两种。第一，高压组合电器整体及其组成部分的测量试验;第二，绝缘气体的质量与气体泄漏测量试验。一般情况下，把高压交流耐压检测与局部监测试验统一进行，能取得很好的试验成果，在具体的实施过程中，由于检测对象过多，间隔有所差异，覆盖范围很广，并且部分变电站的运行环境比较恶劣，噪音杂声等影响非常严重，造成试验难度过高，同时也很难确保试验结果的精确性，导致单一试验措施在现场工作中的应用效果并不好。因此，当前比较普遍的高压组合电器检测多使用状态监测技术。这个技术主要是对设备运行的整个过程进行监测，并且按照设备的具体运行状态判断故障发生部位和设备事故的发展趋势。当前我国状态监测的发展时间很短，依旧存在着较多的不足，当然，在不断发展中，应针对高压组合电器进行不断的实践、总结分析，并强化理论探究，及时发现其中的不足，并对其展开有效的改进措施。此外，为了保证我国电力系统运行的安全稳定性，应针对变电站一次设备进行不断研究，尤其是要定期做好相关的监测工作，及时发现其中的不足，并不断对其进行改进和完善，进而对变电站一次设备运行起到一定的保障。当然，也应对变电站一次设备运行的情况进行全面的监控，确保变电站系统总体的运行安全。另外，我国正在根据状态监测建立相应的在线检测平台，其能够在离线和在线情况下实现高度集中和高效全面的状态试验。

结语

综上所述，变电站一次设备的安全运行内容主要由电流/电压互感器安全运行、高压开关设备安全运行以及变压器安全运行三部分组成。本文对变电站一次设备运行过程中的常见故障类型和其诱发因素进行了分析，并针对不同类型的故障进行了解决措施的建议。变电站一次设备安