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摘 要：变电站的电气设备在线监测和故障诊断技术是集高电压、计算机、测试和通信于一体的技术。它是实现变电站状态检修中的主要支持性技术核心，因此也被纳入变电站综合自动化系统，文章结合实际工作，分别叙述了变电站的电力设备在线监测和故障诊断的主要内容，并针对性的对变电站的电力设备监测、运行与维护管理工作进行了全面的分析。
关键词：变电站；监测运行；维护管理
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0111-02
变电站运行的主要任务就是电力设备的日常运行操作与维护管理工作，其主要特点有需要维护的设备繁多，出现的异常和故障情况多、几率大，以及运行维护工作人员难以集中管理等。又因为日常运行和维护工作比较乏味，经常容易出现工作人员在思想上的松懈，而一旦发生了变电事故，轻则给用户和企业带来严重的经济损失，重则造成人员伤亡和影响社会的正常秩序。一般而言，如果忽略了人工操作的失误，造成电力事故的原因主要有以下三个：
①由于外部故障或者事故而造成设备停机事故。
②由于设备长时间的运行带来的磨损和老化而引起的设备故障。
③由于外部干扰消失给系统带来的扰动。
例如由于雷击而造成的线路接地短路故障。若采用此种方案，既可以对设备实际状态进行有效的评估，又可以清晰的对已经检测到问题的设备进行进深入的评估，以确定进一步发展、损坏的可能性。通常这种功能是由系统保护来完成的，并且后者也需要传送必要的数据，所以这种既能监视又能传送反应电力系统问题数据的技术，我们称之为保护监视。
1 变电站主电气设备状态监测内容
1.1 变压器状态的在线监测和故障诊断
①变压器状态在线监测的主要项目有：铁芯温度的测量；绕组温度的测量（多点）；绕组的输入输出、电压电流以及有功无功的监测；油量、油温、油位的测量；绝缘分解物的检测；变压器内部发生局部放电量以及放电位置的检测。
②常用的监测方法：第一，气体分析法。由于绝缘油在变压器内部受到高温环境的影响会产生气体，因此气体分析法是含油设备绝缘检测的最常用的方法。根据设备内部产生不同的气体以及气体的成分、含量和相对百分比就可以达到绝缘诊断的目的。变压器绝缘油中的典型特征分析气体有CO、H2、C2H6、CH4、C2H2和C2H4。第二，局部放电法。通常情况下经常用到的局部放电法有电气测量、化学检测、光学检测以及声学检测。设备出现了局部放电现象，既是电气设备绝缘老化的征兆，同时也是引起绝缘老化的重要机理。第三，频率分析法。通常采用此种方法检测变压器绕组有无变形。因为绕组的机械位移会引起细微的电感、电容变化，所以通过分析频率细微的变化就可以达到监测变压器绕组的目的。
1.2 电容型设备监测和故障诊断
一旦监测结果超出正常范围就会发出预警，主要就能尽早消除故障隐患，避免严重事故的发生。
1.3 高压断路器状态监测
高压断路器状态监测内容是根据一直以来运行故障统计确定的，根据多项数据显示，机械故障占全部故障的70%～80%（其中包括操动机构和控制回路），而其他绝缘故障，比如灭弧、发热相对比例占总故障比例的很小一部分。高压监测内容主要有如下几个方面：
①监测合（分）闸线圈的控制回路是否完好。
②监测合（分）闸线圈电流、电压以及线圈的电气完整性、连续性。
③监测断路器触头的运动特性，反应断路器行程、过行程以及运动速度等。
④监测合闸弹簧机构的弹簧压缩工作状况。
2 监视变电站自动化系统
2.1 不同层次的监视
不同层次的电力系统和相关的开关设备，根据要求的不同都有相应的变电站自动化系统或者其他专用的电力监视系统实时监视。一旦设备出现异常情况，监视系统都会要求保护装置或者自动装置迅速地做出相应的反应，或者发出警报要求运行人员进行相关操作。因此，必须认真监视这些系统，才能及时的发现并处理故障。
2.2 设备的自检
每个IED都有很多的元件，它们之间相互影响。所以，其设计应该保证所有元件都有很高的MTTF，并且整个布置具有抗磁干扰的能力。而对于可靠冗余电源的使用，则将有利于IED的鲁棒性。但是，对于设备的自检还是非常有必要的。如果采用存储器存储数据的方式，则应使用求和法检测可能出现的错误，并且还要监视电源的失电情况。
2.3 与中心监视系统的连接
由于对系统监视的重要性，而且只能通过监视系统将出现故障的部分系统退出运行，所以设备或者与中心监视系统相连接的变电站自动化系统自检是必须的。而对于无人值守的变电站自动系统，一般就由相关的电网控制中心来执行监视，并由其将故障信息传给维护人员。
3 变电站电力设备运行与维护
维护的基本任务就是处理所有影响电力系统运行的故障。包括一次设备和保护设备都可能出现故障，控制系统的设计、电力系统的设计和保护也可能会出现错误等等。根据电力系统多年运行的数据显示，这些故障和错误主要由以下的因素引起：
①人员的操作或者维修工作失误。
②电力系统、保护或者控制系统出现的错误。
③元件的老化现象。
④由于事故或者环境影响，如电力供应不足、雷暴雨等。
⑤在进行状态维护时，应该采用持续或者定期维护的方式，进行准确地测量设备的实际状态和实际负载。
⑥所谓的定期维护，也就是根据提前计划好的时间对使用坏了的部分定时地清理或者替换，也可以称为检测维护。最典型的例子就是更换变压器油和更换断路器触头。
4 变电站的管理工作
4.1 变电站倒闸操作的管理规定 ①不能进行倒闸操作的情况下：在交接班的时候；电力系统中有直流系统接地时；在同一电力系统中，不容许同时进行两个或者两个以上的倒闸操作；雷雨天气时室外的配电装置操作；严禁出现约时停电、送电。
②变压器的投入运行原则：一定是先从有保护的电源侧充电，然后再合上负荷开关，停电时操作顺序刚好相反。
③对于跌落式保险的送电，应该是先合上两边相，再合中相，停电时操作顺序也是刚好相反。
④严禁出现下列恶性误操作现象：非同周期的并列现象；带负荷拉、合刀闸现象；网络接地故障时用刀闸拉、合网络接地电流现象；带地线合闸送电现象；带电装设接地线或者合接刀闸现象；因走错间隔而出现误停电、误送电现象。
⑤严禁在出现带负荷拉刀闸的误操作后又立即合上已经拉开的刀闸。
⑥严禁在出现带负荷合上刀闸误操作后又立即拉开已经合上的刀闸。
4.2 变电站倒闸操作的管理措施
①电力企业的每位值班员都应该提高自身对电力设备的管理水平和业务技能水平，努力提高自身素质。
②每次在执行命令过程中，值班员都应该先对受令进行复诵，并同时将命定的内容记入“调度命定的记录薄”。
③当需要进行倒闸操作时，必须要有值班负责人或者当班的调度人员的命令才能进行相关的电气设备操作。
④调度命令的发令人是当班的调度人员，而受令人则必须是值班长。
⑤调度命令的构成一定要采用站名和设备双重编号。
⑥当发生设备损坏或者人身触电事故时，为了营救触电人和减少设备损坏程度，可以未经许可的情况下直接拉开有关设备电源，但是事后必须立即向上级报告。
4.3 变电运行管理的要求
为了降低事故发生率，确保运行人员人身以及运行设备的安全，对变电运行管理有如下要求：
①运行人员执行在变电运行管理工作过程中一定要认真、仔细地做好所有记录工作。
②运行人一定要认真执行交接班制度，交接班的双方要在交接班前按岗位责任制度划分好工作范畴，实行分工巡回检查制度，并保证在当面现场完成交接工作。
③变电运行管理过程中必须严格执行各项相关工作制度，并采取一系列安全措施进行年终检修和计划检修工作，以确保安全施工。
④对于值人员来说，一定要非常熟悉系统以及设备的运行方式。
⑤运行人员对于每次操作的目的一定要做到心中有数，操作过程中务必要认真执行监护朗诵制，认真细心核对后确保无误再执行设备操作。
⑥为防范于未然，供电企业可以采取每月举行一次运行综合分析会，专门针对变电所的运行状态进行认真、全面分析，检查薄弱环节、探索规律，这样可以有效提高变电站的运行管理水平。
5 结 语
在变电运行过程中，变电企业是一个非常重要的生产部门，必须依靠扎实的管理水平和运行水平才能保证供电企业的正常生产和稳步发展。而运行人员的素质又是影响安全生产的直接因素，因此，有必要以提高运行人员素质为核心，在供电企业内部建立完善的运行人员培训计划，加强对职工的职业技能培训。另外对考核工作也要建立一套完整的考核制度，不断提高变电运行的管理水平，才能完成企业安全生产和变电安全运行任务。
参考文献：
[1] 江智伟.变电站自动化及其新技术[M].北京：中国电力出版社，2006.
[2] 邓清华.电力工人安全读本[M].北京：中国铁道出版社，2004.
[3] [德]Klaus-Peter Brand，Volker Lohmann，Wolfgang Wimmer著.景雷，范建忠，苏斌译.变电站自动化[M].北京：中国电力出版社，2009.
关键词：变电站；监测运行；维护管理
中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2012）29-0111-02
变电站运行的主要任务就是电力设备的日常运行操作与维护管理工作，其主要特点有需要维护的设备繁多，出现的异常和故障情况多、几率大，以及运行维护工作人员难以集中管理等。又因为日常运行和维护工作比较乏味，经常容易出现工作人员在思想上的松懈，而一旦发生了变电事故，轻则给用户和企业带来严重的经济损失，重则造成人员伤亡和影响社会的正常秩序。一般而言，如果忽略了人工操作的失误，造成电力事故的原因主要有以下三个：
①由于外部故障或者事故而造成设备停机事故。
②由于设备长时间的运行带来的磨损和老化而引起的设备故障。
③由于外部干扰消失给系统带来的扰动。
例如由于雷击而造成的线路接地短路故障。若采用此种方案，既可以对设备实际状态进行有效的评估，又可以清晰的对已经检测到问题的设备进行进深入的评估，以确定进一步发展、损坏的可能性。通常这种功能是由系统保护来完成的，并且后者也需要传送必要的数据，所以这种既能监视又能传送反应电力系统问题数据的技术，我们称之为保护监视。
1 变电站主电气设备状态监测内容
1.1 变压器状态的在线监测和故障诊断
①变压器状态在线监测的主要项目有：铁芯温度的测量；绕组温度的测量（多点）；绕组的输入输出、电压电流以及有功无功的监测；油量、油温、油位的测量；绝缘分解物的检测；变压器内部发生局部放电量以及放电位置的检测。
②常用的监测方法：第一，气体分析法。由于绝缘油在变压器内部受到高温环境的影响会产生气体，因此气体分析法是含油设备绝缘检测的最常用的方法。根据设备内部产生不同的气体以及气体的成分、含量和相对百分比就可以达到绝缘诊断的目的。变压器绝缘油中的典型特征分析气体有CO、H2、C2H6、CH4、C2H2和C2H4。第二，局部放电法。通常情况下经常用到的局部放电法有电气测量、化学检测、光学检测以及声学检测。设备出现了局部放电现象，既是电气设备绝缘老化的征兆，同时也是引起绝缘老化的重要机理。第三，频率分析法。通常采用此种方法检测变压器绕组有无变形。因为绕组的机械位移会引起细微的电感、电容变化，所以通过分析频率细微的变化就可以达到监测变压器绕组的目的。
1.2 电容型设备监测和故障诊断
一旦监测结果超出正常范围就会发出预警，主要就能尽早消除故障隐患，避免严重事故的发生。
1.3 高压断路器状态监测
高压断路器状态监测内容是根据一直以来运行故障统计确定的，根据多项数据显示，机械故障占全部故障的70%～80%（其中包括操动机构和控制回路），而其他绝缘故障，比如灭弧、发热相对比例占总故障比例的很小一部分。高压监测内容主要有如下几个方面：
①监测合（分）闸线圈的控制回路是否完好。
②监测合（分）闸线圈电流、电压以及线圈的电气完整性、连续性。
③监测断路器触头的运动特性，反应断路器行程、过行程以及运动速度等。
④监测合闸弹簧机构的弹簧压缩工作状况。
2 监视变电站自动化系统
2.1 不同层次的监视
不同层次的电力系统和相关的开关设备，根据要求的不同都有相应的变电站自动化系统或者其他专用的电力监视系统实时监视。一旦设备出现异常情况，监视系统都会要求保护装置或者自动装置迅速地做出相应的反应，或者发出警报要求运行人员进行相关操作。因此，必须认真监视这些系统，才能及时的发现并处理故障。
2.2 设备的自检
每个IED都有很多的元件，它们之间相互影响。所以，其设计应该保证所有元件都有很高的MTTF，并且整个布置具有抗磁干扰的能力。而对于可靠冗余电源的使用，则将有利于IED的鲁棒性。但是，对于设备的自检还是非常有必要的。如果采用存储器存储数据的方式，则应使用求和法检测可能出现的错误，并且还要监视电源的失电情况。
2.3 与中心监视系统的连接
由于对系统监视的重要性，而且只能通过监视系统将出现故障的部分系统退出运行，所以设备或者与中心监视系统相连接的变电站自动化系统自检是必须的。而对于无人值守的变电站自动系统，一般就由相关的电网控制中心来执行监视，并由其将故障信息传给维护人员。
3 变电站电力设备运行与维护
维护的基本任务就是处理所有影响电力系统运行的故障。包括一次设备和保护设备都可能出现故障，控制系统的设计、电力系统的设计和保护也可能会出现错误等等。根据电力系统多年运行的数据显示，这些故障和错误主要由以下的因素引起：
①人员的操作或者维修工作失误。
②电力系统、保护或者控制系统出现的错误。
③元件的老化现象。
④由于事故或者环境影响，如电力供应不足、雷暴雨等。
⑤在进行状态维护时，应该采用持续或者定期维护的方式，进行准确地测量设备的实际状态和实际负载。
⑥所谓的定期维护，也就是根据提前计划好的时间对使用坏了的部分定时地清理或者替换，也可以称为检测维护。最典型的例子就是更换变压器油和更换断路器触头。
4 变电站的管理工作
4.1 变电站倒闸操作的管理规定 ①不能进行倒闸操作的情况下：在交接班的时候；电力系统中有直流系统接地时；在同一电力系统中，不容许同时进行两个或者两个以上的倒闸操作；雷雨天气时室外的配电装置操作；严禁出现约时停电、送电。
②变压器的投入运行原则：一定是先从有保护的电源侧充电，然后再合上负荷开关，停电时操作顺序刚好相反。
③对于跌落式保险的送电，应该是先合上两边相，再合中相，停电时操作顺序也是刚好相反。
④严禁出现下列恶性误操作现象：非同周期的并列现象；带负荷拉、合刀闸现象；网络接地故障时用刀闸拉、合网络接地电流现象；带地线合闸送电现象；带电装设接地线或者合接刀闸现象；因走错间隔而出现误停电、误送电现象。
⑤严禁在出现带负荷拉刀闸的误操作后又立即合上已经拉开的刀闸。
⑥严禁在出现带负荷合上刀闸误操作后又立即拉开已经合上的刀闸。
4.2 变电站倒闸操作的管理措施
①电力企业的每位值班员都应该提高自身对电力设备的管理水平和业务技能水平，努力提高自身素质。
②每次在执行命令过程中，值班员都应该先对受令进行复诵，并同时将命定的内容记入“调度命定的记录薄”。
③当需要进行倒闸操作时，必须要有值班负责人或者当班的调度人员的命令才能进行相关的电气设备操作。
④调度命令的发令人是当班的调度人员，而受令人则必须是值班长。
⑤调度命令的构成一定要采用站名和设备双重编号。
⑥当发生设备损坏或者人身触电事故时，为了营救触电人和减少设备损坏程度，可以未经许可的情况下直接拉开有关设备电源，但是事后必须立即向上级报告。
4.3 变电运行管理的要求
为了降低事故发生率，确保运行人员人身以及运行设备的安全，对变电运行管理有如下要求：
①运行人员执行在变电运行管理工作过程中一定要认真、仔细地做好所有记录工作。
②运行人一定要认真执行交接班制度，交接班的双方要在交接班前按岗位责任制度划分好工作范畴，实行分工巡回检查制度，并保证在当面现场完成交接工作。
③变电运行管理过程中必须严格执行各项相关工作制度，并采取一系列安全措施进行年终检修和计划检修工作，以确保安全施工。
④对于值人员来说，一定要非常熟悉系统以及设备的运行方式。
⑤运行人员对于每次操作的目的一定要做到心中有数，操作过程中务必要认真执行监护朗诵制，认真细心核对后确保无误再执行设备操作。
⑥为防范于未然，供电企业可以采取每月举行一次运行综合分析会，专门针对变电所的运行状态进行认真、全面分析，检查薄弱环节、探索规律，这样可以有效提高变电站的运行管理水平。
5 结 语
在变电运行过程中，变电企业是一个非常重要的生产部门，必须依靠扎实的管理水平和运行水平才能保证供电企业的正常生产和稳步发展。而运行人员的素质又是影响安全生产的直接因素，因此，有必要以提高运行人员素质为核心，在供电企业内部建立完善的运行人员培训计划，加强对职工的职业技能培训。另外对考核工作也要建立一套完整的考核制度，不断提高变电运行的管理水平，才能完成企业安全生产和变电安全运行任务。
参考文献：
[1] 江智伟.变电站自动化及其新技术[M].北京：中国电力出版社，2006.
[2] 邓清华.电力工人安全读本[M].北京：中国铁道出版社，2004.
[3] [德]Klaus-Peter Brand，Volker Lohmann，Wolfgang Wimmer著.景雷，范建忠，苏斌译.变电站自动化[M].北京：中国电力出版社，2009.