电气设备在线监测系统的组成及案例

电气工程中电力设备的在线监测在当今社会，电力作为一种不可或缺的能源，支撑着各行各业的运转和人们的日常生活。

而电力设备作为电力系统的核心组成部分，其稳定运行对于保障电力供应的可靠性和安全性至关重要。

为了确保电力设备的正常运行，减少故障发生的概率，提高电力系统的整体性能，电力设备的在线监测技术应运而生。

电力设备在线监测，简单来说，就是通过各种先进的技术手段，对电力设备的运行状态进行实时、连续的监测和分析。

它能够及时发现设备潜在的故障隐患，为设备的维护和检修提供科学依据，从而有效地避免设备突发故障造成的停电事故和经济损失。

在线监测技术涵盖了多种电力设备，包括变压器、断路器、避雷器、电缆等。

以变压器为例，其作为电力系统中重要的变电设备，承担着电压变换和电能传输的关键任务。

通过在线监测，可以实时获取变压器的油温、油中溶解气体含量、局部放电量等关键参数，从而对变压器的绝缘状况、铁芯是否存在过热等问题进行准确判断。

对于断路器，在线监测能够监测其机械特性、开断电流等参数，有助于提前发现断路器的操作机构故障和触头磨损等问题。

实现电力设备在线监测的技术手段多种多样。

传感器技术是其中的关键之一，各种类型的传感器，如温度传感器、压力传感器、电流传感器、电压传感器等，被广泛应用于电力设备的监测中。

这些传感器能够将设备的物理量转化为电信号，为后续的分析处理提供数据基础。

数据采集与传输技术也是在线监测系统的重要组成部分。

采集到的传感器信号需要经过可靠的传输通道，及时准确地送达监测中心。

常见的数据传输方式包括有线传输和无线传输。

有线传输具有稳定性高、传输速度快的优点，但在一些布线困难的场合则受到限制。

无线传输则具有灵活性强、安装方便的特点，但可能会受到信号干扰和传输距离的影响。

在数据处理和分析方面，利用先进的算法和软件工具对采集到的数据进行深入挖掘和分析，是在线监测技术的核心环节。

通过对历史数据的对比分析、趋势预测以及模式识别等方法，可以准确判断设备的运行状态，并预测可能出现的故障。

电⽓设备在线监测系统的组成及案例-王永强变电站设备绝缘在线监测系统组成及案例华北电⼒⼤学王永强主要内容1.电⽓设备状态维修的必要性及在线监测的应⽤情况2.电容型设备绝缘在线监测与故障诊断系统简介3.变压器铁芯接地电流在线监测与故障限流报警系统⼀、电⽓设备状态维修的必要性及在线监测的应⽤情况?背景与意义?研究现状?存在问题定期维修（TBM）状态维修（CBM）以可靠性为中⼼，辅之预防性试验的维修⽅式。

维修的时间间隔是根据设备的历史监测信息，分析其趋势加以预测诊断确定的。

事后维修（FBM）⼆战后七⼗年代后实现状态维修的前提条件是在线监测技术的应⽤，在线监测量会受到环境因素的影响，研究其影响情况并进⾏合理修正是在线监测与诊断技术实⽤化的基础。

停电检测与带电检测条件对⽐停电检测带电检测全天候环境要求温度15~25 oC，湿度⼩于65％检测电压10kV运⾏电压现场⼲扰带电设备邻相设备、其它带电设备、操作设备状况冷状态热状态检测标准试验规程尚⽆1.2 研究现状电容型设备绝缘在线测量⽅法研究介质损耗因数（tanδ）计算⽅法研究电容型设备绝缘状况诊断⽅法电容型设备绝缘在线测量⽅法研究（1）绝对测量⽅法。

（2）相对测量⽅法。

电流传感器电流传感器检测装置（3）两者结合。

介质损耗因数（tanδ）计算⽅法研究（1）过零⽐较法。

该⽅法通过检测电流、电压信号过零点的时间差计算介损，该⽅法对过零点的测量准确性要求很⾼，易受到⼲扰。

（2）相关函数法。

该⽅法⾸先提取基波信号，再计算其⾃相关函数与互相关函数得到tanδ。

（3）⾼阶正弦拟合法。

该⽅法采⽤最⼩⼆乘法拟合信号，使实际信号与拟合信号的误差平⽅和最⼩，可以计算出信号的参数，从⽽得到介损值。

（4）谐波分析法。

将谐波分析的思想⽤于设备绝缘tanδ的数字化测量，该⽅法⾸先提取电压电流基波信号，然后⽐较其相⾓。

总之，对于tanδ的数值计算⽅法，现有⽂献研究较多，取得了不错的计算精度，基本满⾜了⼯程计算的要求。

电力设备在线监测系统由容性设备绝缘在线监测装置、避雷器绝缘在线监测装置、断路器在线监测装置组成，系统涵盖了变电站主要电气设备绝缘状态参数的监测，监测参量多、功能齐全。

系统也可以灵活配置，由其中的一套或两套装置组成，必要时也可选配变压器油色谱监测装置。

系统集成:通过工控机及系统集成软件，对各监控装置的动态参数进行集成，建立变电站设备状态综合数据库，自动生成设备状态参数报表和变化趋势曲线，对设备状态的历史参数进行“横比”缺，趋势分析和相对比较相结合，实现设备状态的初步诊断，为专家诊断系统提供开放性平台，通过网络，现设备的远程/现场状态监测、诊断和评估。

系统特点:◆配置灵活，扩展性好，功能齐全，性能优异◆测量准确，数据可靠，安装简便，维护简单容性设备绝缘在线监测装置容性设备绝缘在线监测装置适用于110kV~500kV电压等级的主变套管、电流互感器、电压互感器、耦合电容器的在线监测及故障诊断。

监测参数: 介质损耗、泄漏电流、等值电容、母线电压、环境温度和湿度系统功能:◆实时监测◆数据图表生成◆故障设备跟踪◆数据处理分析◆WEB查询◆远程维护◆故障设备跟踪报警及事故记录主要特点:◆采用最新的超微晶材料、双层电磁屏蔽、单匝穿心结构的高精度传感器与电力设备一次系统完全隔离，不影响系统运行接线方式，绝对保证系统设备及运行的安全。

◆现场数据采集装置按照设备的位置进行分布式就近安装，采用高性能、高可靠性的CAN总线进行网络通信。

◆多通道高速同步采样、分时处理技术，提高了数据采集的分辨率和测量精度，为不同设备的横向比较奠定了基础。

◆模块化结构设计,可在线更换插件,增加检测项目或变更监测功能。

◆诊断系统采用横比与纵比相结合、规程定标与数据分析相结合的智能诊断法。

主要技术指标:◆泄漏电流：+ 0.5%◆等值电容：+ 1%◆介质损耗：+ 0.1%◆母线电压：+ 0.5%◆环境温度：+ 0.5℃◆环境湿度：+ 2RH避雷器绝缘在线监控装置在正常运行情况下，避雷器的主要电流为容性电流，阻性电流只占很少部分，当避雷器受潮、阀片老化、表面严重污秽时，容性电流可能变化不多，而阻性电流和三次谐波电流却大大增加。

开关柜综合在线监测系统
开关柜智能监测指示仪集成了一次回路模拟图显示，断路器状态、手车位置（或隔离刀状态）、接地刀状态、储能状态显示，高压带电指示、高压带电闭锁控制及环境温湿度控制等多种功能于一体，各种功能可自由组合。

智能开关柜系统包括智能高压开关柜IED、开关柜智能操控仪以及开关柜触头温升在线监测装置。

智能开关柜监测设备都是220V供电，开关柜智能操控仪以及开关柜触头温升在线监测装置通过屏蔽双绞线接到智能开关柜IED的485总线1。

智能高压开关柜IED再通过485总线2将数据上传到后台服务器，后台通过串口通讯实现开关柜的状态监控。

无线测温系统运行后，将通过实时数据及历史数据分析，加强设备管理，达到状态检修目的，提高供电可靠性，多供少损。

它还可以提高工作效率，节省人力；提高生产安全性；提高服务水平，改善企业形象，提高企业市场竞争力。

我们可以预期，无线测温系统的成功运行，会在经济效益和社会效益两个方面取得双丰收。

图1 刀闸安装图图2 母排安装图
图3 监测仪安装图图4 监测仪安装图。

在线电能质量监测装置一、引言电能质量监测在现代社会中变得日益重要。

随着工业化和数字化进程的加快，人们对电力质量的要求也越来越高。

为了满足这一需求，不断涌现出各种电能质量监测装置。

本文将重点介绍一种在线电能质量监测装置的原理、组成及作用。

二、原理在线电能质量监测装置的原理基于对电能进行实时监测和分析。

通过收集电压、电流等参数的波形数据，并进行相应的处理和分析，可以准确地评估电能质量，并实时监测电网的运行状态。

这些监测数据为电力系统的正常运行提供了重要参考。

三、组成在线电能质量监测装置通常由以下几个部分组成：1.数据采集模块：负责采集电网中的电压、电流等参数，将采集到的数据传输给监测系统；2.监测系统：对数据进行处理、分析和展示，提供实时监测和报警功能，确保电网的正常运行；3.通信模块：用于数据传输，通常采用有线或无线通信方式，将监测到的数据传输至监控中心或其他设备；4.电源模块：为监测装置提供稳定可靠的电源，保证其正常运行。

四、作用在线电能质量监测装置在电力系统中有着重要的作用：1.实时监测：可以实时监测电能质量，及时发现电网中存在的问题并解决；2.故障诊断：通过监测数据分析，可以对电网故障进行快速诊断，提高故障处理效率；3.预防措施：根据监测数据给出预警信息，可以制定相应的预防措施，减少事故发生的可能性；4.优化运行：通过监测电网运行状态，可以对电网进行优化调度，提高电网运行效率。

五、结论在线电能质量监测装置作为电力系统中的重要组成部分，对确保电能质量和提高电网运行效率起着至关重要的作用。

随着技术的不断发展，相信在线电能质量监测装置在未来会有更广泛的应用和更深远的影响。

以上为在线电能质量监测装置的相关介绍，希望对读者有所帮助。

变电站电力设备综合状态在线监测系统变电站电力设备综合状态在线监测系统一、应用范围及特点变电站电力设备综合在线监测系统主要针对110kV及以上电压等级变电站内关键电力设备（变压器、GIS、断路器、容性设备、避雷器、电力电缆等）进行在线监测，并通过对不同电力设备多种运行参量的综合分析为全面评估设备的运行状态和寿命预测提供准确的现场运行数据。

系统主要特点：采用分层次监测的系统结构，将电力局管辖区域内的多个变电站内的多种电力设备在线监测作为一个整体进行规划和设计，在统一的硬件平台、统一的软件平台和统一的数据库上实现变电站多种电力设备、多个状态参量的集成监测，避免了在线监测简单拼凑带来的弊端，使监测系统具有良好的兼容性、可扩展性和可维护性。

采用目前国际上最先进的数据采集硬件和PXI测控总线结构，不同设备和数据中间之间的通讯采用IEC61850标准，能够保证监测数据的准确性和可靠性。

超高频局部放电监测采用外置的微带天线传感器（带宽：3000MHz）进行测量，并对采集到的单次放电波形进行多种分析，从真正意义上实现了超高频局部放电的在线监测。

所有传感器的安装不改变变压器的本体结构，不影响设备的正常运行。

现场前置机机柜、智能采集单元和所有外置传感器的结构设计均符合高海拔、大温差户外长期使用的要求，系统具备定期自检和故障自恢复功能，能在规定的工作条件下长期可靠工作。

远程数据监控中心采用双机热备+磁盘阵列的结构保证数据长期存储的可靠性，采用电力局区域互联网通信的方式，通过浏览器方式可以远程监控管理终端和监控中心连接，实现电力局办公桌面查看现场数据，并提供无线接入方式。

系统软件采用模块化结构设计和图元设计，同时具备自动监测和手动监测功能，具有良好人机界面，易操作，易升级。

二、技术参数1. 电容性设备：介质损耗角正切分辨率达1‰。

长期检测稳定性小于5‰。

检测单元测量误差小于5‰智能监测单元电磁兼容满足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；2．避雷器电流测量精度小于2%（现场干扰条件下测量）；能够对测量结果进行温湿度修正；长期监测稳定性小于1%；电磁兼容应足相关技术标准，同时支持现场通讯协议；3．断路器：a) 电寿命诊断分合闸过程电流波形正常工作和分合闸过程电流幅值电弧持续时间（准确性≤±10%）分合闸动作次数、时间及日期主触头累计电磨损（以I2T 或IT 表征）（受燃弧时间判断的影响，测量精度≤±15%）b) 机械系统诊断线圈分合闸时间分合闸线圈电流波形断路器分/合状态c) 控制回路状态监测辅助触点动作时间d) 储能机构状态监测储能电机工作电流波形储能电机启动次数4 变压器：a）射频局部放电监测单元传感器频带：100kHz~15MHz实时采样带宽：15MHz相位分析窗口数：4000放电统计参量分析功能，包括：基本放电参量：最大放电量、平均放电量、放电次数二次统计参量：偏斜度、峭度二维谱图显示：最大放电量相位分布Hqmax(φ)、平均放电量相位分布Hqn(φ)、放电次数相位分布Hn(φ)二维放电谱图三维放电谱图：放电次数－放电量－相位b）超高频局部放电监测单元传感器频带：10MHz~3000MHz实时采样带宽：300MHz实时采样速率：2000MS/s等效采样速率：2000MS/s纳秒单次放电分析功能，包括：时域指纹分析、频域指纹分析、联合时频分析、基于小波提取的分形分析c）油中气体色谱在线监测最小分析周期: ≤4小时；工作环境温度：-30℃～45℃；安装接口位置：油路循环范围内；测量精度：气体组分灵敏度测量范围检测精度H2 ≤1μL/L 1－2000μL/L ≤10％CO ≤1μL/L 1－5000μL/L ≤10％CH4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H6 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H4 ≤1μL/L 0.1－2000μL/L ≤10％C2H2 ≤1μL/L 0.1－500μL/L ≤10％总烃≤1μL/L 1－8000μL/L ≤10％d）套管介质损耗角正切在线监测（可选）介质损耗角正切分辨率达10-3长期检测稳定性小于5×10-3检测单元测量误差小于±1%读数+0.0005e）油中温度在线监测温度检测范围：-30℃～+125℃温度测量精度：0.5℃f) 铁芯接地故障在线监测最小电流分辨率1mA最大可测量电流范围应达到100A5 环境参数监测：环境参数环境温度 -50～80℃ ±0.5% 环境湿度 0～98%RH ±2%三、系统构成采用分层次在线监测的方式，将需要在线监测的电力设备按照区域划分为多个单元（通常将一回出线上的所有电力设备划分为一个单元）。