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摘 要：考核电网电压质量的一项重要依据是变电站的电压监测数据。目前，电压监测仪已经在我国各级变电站得到广泛应用，但是以传统的只能监测一个测试点的电压监测仪为主。我国提出建设统一智能电网后，开始快速推进智能变电站建设。由于电压智能监测系统具有统计电压最值、按时间查询、可多个回路同时监测等众多功能及优势，国内大部分变电站开始大力推进电压智能监测系统的应用。本文主要阐述电压智能监测系统原理以及电压智能监测系统的构成。
关键词：变电站；电压检测系统；智能检测；系统设计
0 引言
实验研究表明，引发电力系统绝缘事故的主要原因之一是过电压。一般而言，过电压幅值较小，对电力系统不构成明显的伤害。但是，如果过电压幅值超过一定的范围，便会严重危害电力系统的安全可靠稳定运行。因此，有必要利用电压智能监测系统实时监测电力系统的过电压，准确完整记录过电压的变化过程，以便及时查找故障原因，有效处理和应对。
1 电压智能监测系统原理
目前，国内大部分变电站主要依靠故障录波仪实行电压监测，但是故障录波仪只能进行工频电压信号的监测，不能有效反映过电压波形以及频率超过上兆赫兹的雷电过电压。当出现等效频率较高的过电压事故时，不能准确、及时分析查找出故障原因。而电压智能监测系统具有采集高频暂态过电压的功能，可以准确完整地记录不同过电压暂态变化的整个过程。另外，与传统电压监测系统相比，电压智能检测系统还具备频率响应特性好、采样速度快、储存深度大等诸多特点及优势。电压智能监测系统的基本原理是：通过高压引线把过电压接入分压单元，将高电压转化成低电压，并保持在采集单元能够接受的范围内；利用隔离衰减电路对过电压进行二次分压，并由高速数据采集卡将其转化成数字信号；利用工控机对数据进行打包处理，然后发送至后台监控中心；监控中心负责对接受的过电压数据进行分析和处理。简言之，电压智能检测系统就是一种依托在线监测技术的可视化、智能化的监测系统。把电压智能监测系统布置在多个变电站内，可以实现对多个变电站过电压的实时监测，有效解决暂时过电压高速采样频率与存储深度的矛盾，为及时分析故障原因、提供有效数据，对于站内绝缘配合具有指导意义。
2 电压智能监测系统构成
2.1 后台监测中心
过电压数据经由工控机传输至后台监测中心。后台监测中心负责对接受的过电压数据进行分析和处理。一般而言，监测系统软件采用编程技术OOP，系统数据由参数设置、数据采样和数据查询分析组成，采用SQL SERVER格式。数据采样运行方式包括两种：手动强制和自动触发。数据查询可以为专业人员判断和分析事故原因提供有效数据。
2.2 分压单元
为了能够良好地反映一次侧的高频暂态电压信号，分压单元一般不采用电磁式电压互感器，而是选择阻尼式电容分压器。电容参数的设定主要由两个因素决定：一是分压器容量；二是分压器分压比。高压臂电容容抗大小决定流过分压器的电流。低压臂电容容抗大小则取决于分压器的分压。
2.3 采集单元
采集单元的主要功能是二次分压，把数据调节到采集卡输入量程之内。接着采集卡的采集通道分别接入相应的信号，并完成AD转换采样。采样完成后，便可启动采集卡的存储功能。一旦產生过电压，采集卡便会经由触发信号启动。这一单元主要由两部分组成：数据采集卡和隔离衰减电路。
3 典型波形及数据分析
电压智能监测系统运行以来，捕获的电压数据量庞大。经过分析、整理，总结出以下几种有意义的波形。
3.1 暂时过电压
暂时过电压持续时间最长，有部分甚至长期存在。详细划分，暂时过电压又分为以下几种：（1）单相接地过电压。这种过电压在10kV和35kV电力系统中出现的频率最大，属于典型的不对称短路故障，表现为不稳定的电弧燃烧。（2）铁磁谐振过电压。这种过电压主要由带芯片的电感元件饱和激发产生。
3.2 操作过电压
操作过电压的持续时间比暂时过电压短，比雷电过电压长，主要由断路器动作引起系统电磁能量转化而产生。可划分为以下几种：（1）弧光接地过电压。主要存在于10kV和35kV电力系统。（2）投切电容器组过电压。由两组电容器断路投切时的高频振荡产生。（3）开关跳闸过电压。保护开关动作产生的过电压，持续时间为4ms。
3.3 雷电过电压
在春末或夏季，雷电过电压发生比较频繁。分为：直击雷过电压和感应雷过电压两种。前者发生频率较低，监测系统捕获的也比较少。后者由于雷电侵入波传输过程中电阻耗损、折反射、线路冲击电晕等而导致过电压陡度分散性大。
4 结语
电压智能监测系统已经在国内变电站得到普遍使用。实践证明，该系统不仅能够完成高频暂态过电压的采集任务，对变电站过电压防治、绝缘配合具有很大的支持作用，而且成本低。因此，有必要根据我国智能化变电站发展规划，大力推进电压智能监测系统的应用，为保障我国电力系统安全运行发挥积极作用。
参考文献
[1]文艺，李建明，李淳.500kV电网过电压在线监测装置的设计与分析[J].电测与仪表，2013，（11）：92-95.
[2]李伟，汤海燕，黄倩，等.配电网过电压在线监测系统的研究[J].电测与仪表，2012，49（2）：80-83.
[3]张晋，黄海波，梁基重，等.用于过电压监测的变压器套管末屏电压传感器的研制[J].变压器，2011，48（3）：43-46.
（作者单位：南瑞集团公司）
关键词：变电站；电压检测系统；智能检测；系统设计
0 引言
实验研究表明，引发电力系统绝缘事故的主要原因之一是过电压。一般而言，过电压幅值较小，对电力系统不构成明显的伤害。但是，如果过电压幅值超过一定的范围，便会严重危害电力系统的安全可靠稳定运行。因此，有必要利用电压智能监测系统实时监测电力系统的过电压，准确完整记录过电压的变化过程，以便及时查找故障原因，有效处理和应对。
1 电压智能监测系统原理
目前，国内大部分变电站主要依靠故障录波仪实行电压监测，但是故障录波仪只能进行工频电压信号的监测，不能有效反映过电压波形以及频率超过上兆赫兹的雷电过电压。当出现等效频率较高的过电压事故时，不能准确、及时分析查找出故障原因。而电压智能监测系统具有采集高频暂态过电压的功能，可以准确完整地记录不同过电压暂态变化的整个过程。另外，与传统电压监测系统相比，电压智能检测系统还具备频率响应特性好、采样速度快、储存深度大等诸多特点及优势。电压智能监测系统的基本原理是：通过高压引线把过电压接入分压单元，将高电压转化成低电压，并保持在采集单元能够接受的范围内；利用隔离衰减电路对过电压进行二次分压，并由高速数据采集卡将其转化成数字信号；利用工控机对数据进行打包处理，然后发送至后台监控中心；监控中心负责对接受的过电压数据进行分析和处理。简言之，电压智能检测系统就是一种依托在线监测技术的可视化、智能化的监测系统。把电压智能监测系统布置在多个变电站内，可以实现对多个变电站过电压的实时监测，有效解决暂时过电压高速采样频率与存储深度的矛盾，为及时分析故障原因、提供有效数据，对于站内绝缘配合具有指导意义。
2 电压智能监测系统构成
2.1 后台监测中心
过电压数据经由工控机传输至后台监测中心。后台监测中心负责对接受的过电压数据进行分析和处理。一般而言，监测系统软件采用编程技术OOP，系统数据由参数设置、数据采样和数据查询分析组成，采用SQL SERVER格式。数据采样运行方式包括两种：手动强制和自动触发。数据查询可以为专业人员判断和分析事故原因提供有效数据。
2.2 分压单元
为了能够良好地反映一次侧的高频暂态电压信号，分压单元一般不采用电磁式电压互感器，而是选择阻尼式电容分压器。电容参数的设定主要由两个因素决定：一是分压器容量；二是分压器分压比。高压臂电容容抗大小决定流过分压器的电流。低压臂电容容抗大小则取决于分压器的分压。
2.3 采集单元
采集单元的主要功能是二次分压，把数据调节到采集卡输入量程之内。接着采集卡的采集通道分别接入相应的信号，并完成AD转换采样。采样完成后，便可启动采集卡的存储功能。一旦產生过电压，采集卡便会经由触发信号启动。这一单元主要由两部分组成：数据采集卡和隔离衰减电路。
3 典型波形及数据分析
电压智能监测系统运行以来，捕获的电压数据量庞大。经过分析、整理，总结出以下几种有意义的波形。
3.1 暂时过电压
暂时过电压持续时间最长，有部分甚至长期存在。详细划分，暂时过电压又分为以下几种：（1）单相接地过电压。这种过电压在10kV和35kV电力系统中出现的频率最大，属于典型的不对称短路故障，表现为不稳定的电弧燃烧。（2）铁磁谐振过电压。这种过电压主要由带芯片的电感元件饱和激发产生。
3.2 操作过电压
操作过电压的持续时间比暂时过电压短，比雷电过电压长，主要由断路器动作引起系统电磁能量转化而产生。可划分为以下几种：（1）弧光接地过电压。主要存在于10kV和35kV电力系统。（2）投切电容器组过电压。由两组电容器断路投切时的高频振荡产生。（3）开关跳闸过电压。保护开关动作产生的过电压，持续时间为4ms。
3.3 雷电过电压
在春末或夏季，雷电过电压发生比较频繁。分为：直击雷过电压和感应雷过电压两种。前者发生频率较低，监测系统捕获的也比较少。后者由于雷电侵入波传输过程中电阻耗损、折反射、线路冲击电晕等而导致过电压陡度分散性大。
4 结语
电压智能监测系统已经在国内变电站得到普遍使用。实践证明，该系统不仅能够完成高频暂态过电压的采集任务，对变电站过电压防治、绝缘配合具有很大的支持作用，而且成本低。因此，有必要根据我国智能化变电站发展规划，大力推进电压智能监测系统的应用，为保障我国电力系统安全运行发挥积极作用。
参考文献
[1]文艺，李建明，李淳.500kV电网过电压在线监测装置的设计与分析[J].电测与仪表，2013，（11）：92-95.
[2]李伟，汤海燕，黄倩，等.配电网过电压在线监测系统的研究[J].电测与仪表，2012，49（2）：80-83.
[3]张晋，黄海波，梁基重，等.用于过电压监测的变压器套管末屏电压传感器的研制[J].变压器，2011，48（3）：43-46.
（作者单位：南瑞集团公司）