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摘要：针对于电力设备在线监测技术的研究已有几十年的时间，在线监测技术在电网设备中的应用也十分普遍，某些设备的在线监测已成为常规配置。文中针对变电站电力设备中在线监测技术的应用进行了具体的阐述。
关键词：变电站；电力设备；在线监测技术；变压器；GIS在线监测
由于变电站中存在较多种类的电力设备，而且电力设备结构各异，这也对在线监测提出了不同的要求。如针对于变压器的在线监测、GIS在线监测、断路器在线监测、避雷器在线监测等，在实际在线监测技术应用过程中都取得了较好的成效。
1变压器在线监测
1.1油色谱在线监测
通过应用变压器油色谱在线监测，可以对油中的溶解气体和油中微水含量进行监测。对于油浸式变压器，当其局部存在潜伏性故障时，电晕和火花放电或是局部过热等，则会导致变压器内部纤维和绝缘油过热，从而释放出各种气体，虽然这种故障不会对变压器的正常运行带来影响，但随着时间的失衡也会发展为严重的故障。在针对于变压器的运行维护工作中，变压器油中微水含量作为较为重要的一项指标，其对油的绝缘性能存在较大的影响，因此当油中微水含量超过一定阈值时，则会导致设备绝缘性能下降，严重时还会击穿绝缘，造成设备烧毁。
通过在线监测变压器油色谱，主要是对绝缘油中的溶解的各种故障特征气体或是水分深度及变化趋势进行在线监测，并对变压器的运行进行分析判断，从而为运维人员提供重要依据。通过定期对变压器油色谱进行检测，可以获得变压器油中故障气体和水分含量，对变压器运行状况进行判断。
1.2局部放电监测
变压器局部放电监测主要包括电测法和非电测法。在电测法中主要是针对局部放电产生的脉冲信号进行测量，以此来对放电位置进行确定。非电测法则对局部放电时发出的声波信号的测量来对放电位置进行确定。这其中电测法具有较高的灵敏度，能够对放电点位置和放电量的大小进行确定，但容易受到电磁干扰，从而降低监测的灵敏度和信噪比。非电测法则不会对现场电磁干扰带来影响，信噪比较高，能够对放电点的位置进行确定，但其灵敏度不高，放电量的大小无法有效确定。
1.3油中含水量在线监测
在针对变压器油中含水量在线监测时，可以将相对饱和度和温度作为监测特征量，并运用湿度传感器和温度传感器来在线监测油中微水含量，运用计算机来采集和分析数据，从而实现在线监测的目的。在油中含水量在线监测中，湿度传感器作为较为关键的部分，无论是技术还是材料都得以不断改时，能够与变压器内部严酷的环境相适应，测量准确度和使用寿命能够有效的满足实际应用要求，而且随着技术的不断完善，其应用效果也越来越显著。
2高压断路器在线监测
2.1断路器机械性能监测
在高压断路器运行过程中，其大部分故障都来源于机械特性不良，从而对高压断路器的可靠性带来较大的影响。因此在线监测技术应用于高压断路器中时，需要对其机械特性进行有效监测。断路器机械状态监测主要有行程和速度的监测，操作过程中振动信号的监测等。断路器操作时的机械振动信号监测是根据每个振动信号出现时间的变化、峰值的变化，结合分、合闸线圈电流波形来判断断路器的机械状态。
2.2断路器触头电寿命监测
利用不同开断电流下的等效磨损曲线，累计每次电流开断所对应的相对电磨损，每台断路器的允许电磨损总量由其额定短路开断电流及允许开断满容量次数来标定，采用触头累积磨损量作为判断其电寿命的依据。阐述了影响真空断路器和某些SF6断路器触头寿命的因素，包括灭弧室、灭弧介质和触头三个方面，其中起决定作用的是触头的电磨损。
3避雷器在线监测
避雷器作为过电压保护设备，其在电力系统应用十分广泛。其中氧化锌避雷器最为常见，在运行电压下阀片容易老化和进水受潮，在针对避雷器在线监测中，主要是针对电流、阴性电流和功率损耗等进行监测。在全电流监测中，将全电流监测装置串接在氧化锌避雷器底部与地之间，使其进行连续在线监测，以此来对设备运行状态进行判断。在具体分析全电流数据时，需要着重纵向比较，并对运行电压、环境温度、相对湿度和表面污秽等因素的影响进行重点关注。在阻性电流监测中，可以通过对阻性电流变化进行踊跃监测，当监测阻性电流增加50%时，则要缩短监测周期。当监测到阻性电流增加一倍时，则要停电检查，并对其进地验证。在具体对阻性电流测量过程中，需要重视相间干扰的影响。
4GIS在线监测
4.1局部放电在线监测
GIS局部放电在线监测方法采用电气检测方法居多，主要包括脉冲电流法和超高频法等等，后者目前应用较为广泛，具有实时性好和灵敏度高的特点，还具有比较强的抗干扰能力，在复杂环境中还能够实现相关的故障定位。其原理是当GIS发生绝缘故障时，常常伴随着内部电场的畸变和局部放电现象的出现，并产生脉冲电流，该脉冲电流激发出高频电磁波，该电磁波从GIS的盘式绝缘子处泄露出来，采用高频传感器测量绝缘缝隙处的电磁波，然后根据接收到的信号强度来分析局部放电的严重程度。
早期，GIS局部放电在线监测存在多种问题，如装置的可靠性差，抗干扰差，常误报；无法在现场进行灵敏度校验，特别是针对结构比较复杂的GIS；缺乏有效的，适合工程应用的局部放电定为手段；高频法无頒布的国家或行业标准，行业发展缺乏规范性，产品水平参差不齐；等等。近年来，随着GIS局部放电技术和设备的发展进步，相关的行业标准和规范的不断补充和完善，电力公司也在推广相关技术的应用，GIS局部放电监测技术和产品已经开始慢慢普及。
4.2SF6气体密度在线监测
在运行允许条件范围内，GIS内SF6气体的压力会随着气体温度的变化而变化，但是，SF6气体的密度值始终不变。因为GIS的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF6气体的密度，所以，通过监测SF6气体密度可以了解GIS内部绝缘性能的情况。但是，由于GIS内部空间比较紧张，SF6气体密度继电器的安装比较麻烦，在校验密度继电器的过程中从GIS上拆装密度继电器可能存在的SF6气体漏气的风险，而且在GIS内部安装其它部件时可能会影响内部电场的分布，影响绝缘效果。由于上述问题至今没有得到很好的解决，GIS气体密度在线监测技术和设备还没有实现广泛应用。
5结束语
当前变电站电力设备的在线监测技术发展速度较快，而且技术越来越成熟，已逐渐涵盖变电站的主要电气设备。由于在线监测作为一项较为复杂的系统工程，在实际应用过程中还存在一些不足之处，因此需要根据设备的具体运行状况综合分析设备监测数据，全面提高监测数据和分析判断的准确性，提高电网运行水平，积极转变检修模式，进一步促进状态检修的完善。
参考文献：
[1]曹亮.智能变电站中在线监测关键技术分析[J].现代制造技术与装备，2013，5.
[2]张猛，申春红，张库娃，段继洲.智能化GIS的研究[J].高压电器，2011，47.
[3]艾睿.GIS的SF6密度在线监测浅谈[J].科协论坛，2013，6.
关键词：变电站；电力设备；在线监测技术；变压器；GIS在线监测
由于变电站中存在较多种类的电力设备，而且电力设备结构各异，这也对在线监测提出了不同的要求。如针对于变压器的在线监测、GIS在线监测、断路器在线监测、避雷器在线监测等，在实际在线监测技术应用过程中都取得了较好的成效。
1变压器在线监测
1.1油色谱在线监测
通过应用变压器油色谱在线监测，可以对油中的溶解气体和油中微水含量进行监测。对于油浸式变压器，当其局部存在潜伏性故障时，电晕和火花放电或是局部过热等，则会导致变压器内部纤维和绝缘油过热，从而释放出各种气体，虽然这种故障不会对变压器的正常运行带来影响，但随着时间的失衡也会发展为严重的故障。在针对于变压器的运行维护工作中，变压器油中微水含量作为较为重要的一项指标，其对油的绝缘性能存在较大的影响，因此当油中微水含量超过一定阈值时，则会导致设备绝缘性能下降，严重时还会击穿绝缘，造成设备烧毁。
通过在线监测变压器油色谱，主要是对绝缘油中的溶解的各种故障特征气体或是水分深度及变化趋势进行在线监测，并对变压器的运行进行分析判断，从而为运维人员提供重要依据。通过定期对变压器油色谱进行检测，可以获得变压器油中故障气体和水分含量，对变压器运行状况进行判断。
1.2局部放电监测
变压器局部放电监测主要包括电测法和非电测法。在电测法中主要是针对局部放电产生的脉冲信号进行测量，以此来对放电位置进行确定。非电测法则对局部放电时发出的声波信号的测量来对放电位置进行确定。这其中电测法具有较高的灵敏度，能够对放电点位置和放电量的大小进行确定，但容易受到电磁干扰，从而降低监测的灵敏度和信噪比。非电测法则不会对现场电磁干扰带来影响，信噪比较高，能够对放电点的位置进行确定，但其灵敏度不高，放电量的大小无法有效确定。
1.3油中含水量在线监测
在针对变压器油中含水量在线监测时，可以将相对饱和度和温度作为监测特征量，并运用湿度传感器和温度传感器来在线监测油中微水含量，运用计算机来采集和分析数据，从而实现在线监测的目的。在油中含水量在线监测中，湿度传感器作为较为关键的部分，无论是技术还是材料都得以不断改时，能够与变压器内部严酷的环境相适应，测量准确度和使用寿命能够有效的满足实际应用要求，而且随着技术的不断完善，其应用效果也越来越显著。
2高压断路器在线监测
2.1断路器机械性能监测
在高压断路器运行过程中，其大部分故障都来源于机械特性不良，从而对高压断路器的可靠性带来较大的影响。因此在线监测技术应用于高压断路器中时，需要对其机械特性进行有效监测。断路器机械状态监测主要有行程和速度的监测，操作过程中振动信号的监测等。断路器操作时的机械振动信号监测是根据每个振动信号出现时间的变化、峰值的变化，结合分、合闸线圈电流波形来判断断路器的机械状态。
2.2断路器触头电寿命监测
利用不同开断电流下的等效磨损曲线，累计每次电流开断所对应的相对电磨损，每台断路器的允许电磨损总量由其额定短路开断电流及允许开断满容量次数来标定，采用触头累积磨损量作为判断其电寿命的依据。阐述了影响真空断路器和某些SF6断路器触头寿命的因素，包括灭弧室、灭弧介质和触头三个方面，其中起决定作用的是触头的电磨损。
3避雷器在线监测
避雷器作为过电压保护设备，其在电力系统应用十分广泛。其中氧化锌避雷器最为常见，在运行电压下阀片容易老化和进水受潮，在针对避雷器在线监测中，主要是针对电流、阴性电流和功率损耗等进行监测。在全电流监测中，将全电流监测装置串接在氧化锌避雷器底部与地之间，使其进行连续在线监测，以此来对设备运行状态进行判断。在具体分析全电流数据时，需要着重纵向比较，并对运行电压、环境温度、相对湿度和表面污秽等因素的影响进行重点关注。在阻性电流监测中，可以通过对阻性电流变化进行踊跃监测，当监测阻性电流增加50%时，则要缩短监测周期。当监测到阻性电流增加一倍时，则要停电检查，并对其进地验证。在具体对阻性电流测量过程中，需要重视相间干扰的影响。
4GIS在线监测
4.1局部放电在线监测
GIS局部放电在线监测方法采用电气检测方法居多，主要包括脉冲电流法和超高频法等等，后者目前应用较为广泛，具有实时性好和灵敏度高的特点，还具有比较强的抗干扰能力，在复杂环境中还能够实现相关的故障定位。其原理是当GIS发生绝缘故障时，常常伴随着内部电场的畸变和局部放电现象的出现，并产生脉冲电流，该脉冲电流激发出高频电磁波，该电磁波从GIS的盘式绝缘子处泄露出来，采用高频传感器测量绝缘缝隙处的电磁波，然后根据接收到的信号强度来分析局部放电的严重程度。
早期，GIS局部放电在线监测存在多种问题，如装置的可靠性差，抗干扰差，常误报；无法在现场进行灵敏度校验，特别是针对结构比较复杂的GIS；缺乏有效的，适合工程应用的局部放电定为手段；高频法无頒布的国家或行业标准，行业发展缺乏规范性，产品水平参差不齐；等等。近年来，随着GIS局部放电技术和设备的发展进步，相关的行业标准和规范的不断补充和完善，电力公司也在推广相关技术的应用，GIS局部放电监测技术和产品已经开始慢慢普及。
4.2SF6气体密度在线监测
在运行允许条件范围内，GIS内SF6气体的压力会随着气体温度的变化而变化，但是，SF6气体的密度值始终不变。因为GIS的绝缘和灭弧性能在很大程度上取决于SF6气体的密度，所以，通过监测SF6气体密度可以了解GIS内部绝缘性能的情况。但是，由于GIS内部空间比较紧张，SF6气体密度继电器的安装比较麻烦，在校验密度继电器的过程中从GIS上拆装密度继电器可能存在的SF6气体漏气的风险，而且在GIS内部安装其它部件时可能会影响内部电场的分布，影响绝缘效果。由于上述问题至今没有得到很好的解决，GIS气体密度在线监测技术和设备还没有实现广泛应用。
5结束语
当前变电站电力设备的在线监测技术发展速度较快，而且技术越来越成熟，已逐渐涵盖变电站的主要电气设备。由于在线监测作为一项较为复杂的系统工程，在实际应用过程中还存在一些不足之处，因此需要根据设备的具体运行状况综合分析设备监测数据，全面提高监测数据和分析判断的准确性，提高电网运行水平，积极转变检修模式，进一步促进状态检修的完善。
参考文献：
[1]曹亮.智能变电站中在线监测关键技术分析[J].现代制造技术与装备，2013，5.
[2]张猛，申春红，张库娃，段继洲.智能化GIS的研究[J].高压电器，2011，47.
[3]艾睿.GIS的SF6密度在线监测浅谈[J].科协论坛，2013，6.