摘要文章通过对全国127个变电站的电力设备在线监测系统的安装和使用情况的调查及统计，分析总结了该系统的生产和使用现状，从技术和管理的角度指出了存在的问题及今后研究的方向。
关键词电力设备在线监测技术开发应用
1引言
我国开展电力设备在线监测技术的开发应用已有十几年了，此项工作对提高电力设备的运行维护水平，及时发现事故隐患，减少停电事故的发生起到了积极作用。
我国从50年代开始，几十年来一直根据电力设备预防性试验规程的规定, 对电力设备进行定期的停电试验、检修和维护。定期试验不能及时发现设备内部的故障隐患，而且停电试验施加低于运行电压的试验电压，对某些缺陷反映也不够灵敏。
随着电力系统朝着高电压、大容量的方向发展，保证电力设备的安全运行越来越重要，停电事故给生产和生活带来的影响及损失也越来越大。因此迫切需要对电力设备运行状态进行实时或定时的在线监测，及时反映绝缘的劣化程度，以便采取预防措施，避免停电事故发生。
进入80年代以来，电力设备在线监测技术发展很快，绝大多数变电站设备及发电机、电缆、线路绝缘子等都有在线监测项目。 随着电子技术的进步和传感器技术、光纤技术、计算机技术、信息处理技术等的发展和向各领域的渗透，系统监控技术中广泛应用了这些先进的科研成果，使在线监测技术逐步走向实用化阶段。与预防性试验相比，在线监测系统采用更高灵敏度的传感器以采集运行中设备绝缘劣化的信息，信息量的处理和识别也依赖于有丰富软件支持的计算机网络，不仅可以把某些预试项目在线化，而且还可以引进一些新的更真实反映设备运行状态的特征量，从而实现对设备运行状态的综合诊断，促进电力设备由定期试验向状态检修过渡的进程。
2我国电力设备在线监测技术应用现状
根据1998年全国部分盛市电力局、电力试验研究所、科研单位和供电局共30个单位提供的127个变电站安装的各种在线监测系统或装置的运行情况，归纳总结如下：
(1)在线监测采用的形式多种多样
有57个变电站装有集中型在线监测系统，监测内容主要是电容型设备的介质损耗、电容及其变化量、泄漏电流及其变化量、不平衡电压、避雷器的全电流和阻性电流，或加上变压器套管的介损和油中氢气含量等。 有10个变电站装有分散型在线监测装置，还有只监测某一参量的仪器，如只监测避雷器泄漏电流的有39个站。此外，还有只监测变压器的局部放电或油中色谱、少油开关的泄漏电流及其他设备如发电机放电等参量的。
(2)提供在线监测系统的单位很多
初步统计，127个变电站的监测装置共有35个单位提供，国内占30个单位。以集中型监测系统为例，57个系统由13个单位提供，其中包括科研单位、大专院校、供电局或电力局所属公司等。
(3)监测系统的正常运行率
1)集中型监测系统一次性投入费用较高，因此，人们更加关注其投入运行后的工作状况。57个系统中，基本运行正常的占30%左右，已不能正常使用或处于瘫痪状态的占36%。使用单位反映的意见主要集中在以下几点：
.介损测量不够准确，稳定性、重复性较差，测量误差较大。
.信号采集部分常发生故障，如传感器失效，破损，电压信号畸变。
.测量系统抗干扰性能差，抗温度、湿度变化的能力差。
.数据传输与处理部分常发生故障，造成数据丢失。
2)安装分散型监测装置的10个变电站，运行正常的占90%，主要用于本系统电站。
3)有27个站只安装了监测避雷器泄漏电流的装置，基本能正常运行。
(4)通过在线监测发现故障隐患的事例
由于在线监测结果发生明显变化而发现故障的共8例。其中，避雷器内部受潮2例，放电1例，变压器套管受潮3例，电抗器局部放电1例，主变接地不可靠1例。
3在线监测技术开发和应用情况分析
(1)已取得的成绩
1)在线监测系统应用情况表明，该系统对及时发现电力设备绝缘缺陷、保证设备安全运行起到了良好作用。10多年来，已经对各种电气设备的在线监测技术进行了研究和开发，特别是对电容型设备的tgδ、ΔC、ΔI的监测；避雷器泄漏电流监测技术的开发和应用，已经取得了很大成绩；开发了集中型、分散型和便携式装置，也实时发现了一些被试设备绝缘受潮，并及时采取措施加以防范，避免了更大停电事故的发生，保证了电力系统的安全运行，取得了一定的社会效益和经济效益。 一些监测项目如tgδ的测量和避雷器泄漏电流测量等还提出了在线监测的参考标准。
2)在线监测技术的开发, 推动了电力设备运行维护水平的提高，减少了维护人员的劳动强度，对部分设备采用根据监测结果确定停电检修周期的方法，为从预防性试验向状态检修方向过渡积累了经验。 另一方面，由于引进了先进的电子技术、信息处理技术，使得在线监测技术更具有先进性、实用性，推进了电力设备绝缘监督方法的革新。
3)在线监测技术的开发和应用，提高了运行管理的智能化程度，加快了设备运行状态的信息反馈，缩短了故障判断和处理时间，提高了工作效率，减少了因停电造成的经济损失，并为实现无人值班变电站创造了条件。
(2)存在的问题
1)在线监测工作缺乏统一的管理。目前，开发和生产在线监测系统的单位很多， 投放市场的产品也很多，许多产品没有经过严格的检验和考核。近几年的运行情况已经暴露出产品质量问题。一些运行单位缺乏应有的技术力量，系统安装后缺乏维护，管理工作没有跟上来，造成部分系统一投入运行工作就不正常，在线监测系统作为一种特殊商品，应如何规范市场，制定相应的检验条例，保证产品质量等应提到议事日程上来。
2)监测系统本身运行可靠性欠佳。对57个变电站的集中型在线监测系统运行情况进行调查发现，属正常或比较正常的只占29.8％，而确定不能正常使用的系统约占 35％。问题主要集中在装置本身质量问题，如元件性能不稳定，失效或破损；装置的抗干扰性能较差，抗外界因素如温度、湿度变化的能力差；装置整体运行可靠性差，测量数据不稳定，起不到监测设备绝缘状况的作用等。
3)一些供货单位对产品质量缺乏应有的监督机制， 售后服务跟不上，不能及时排除故障，造成系统瘫痪或不能正常运作。
4)运行人员缺乏操作、管理水平也是造成装置不能正常运行的原因。如系统电源掉电或插头松脱，运行人员未能及时恢复，系统得不到应有的维护，使得本来很容易解决的问题复杂化。
5)在线监测系统的功能需进一步完善和提高。经过几年的运行，已经暴露出一些监测系统的设计问题， 需要结合在线监测的特点从技术角度综合考虑进一步提高产品的稳定性和准确性，保证传感器自身质量及现场测量中的可靠性，才能得到更好的效果。
4对在线监测技术发展的建议
(1)加强对在线监测工作的协调、管理，使在线监测技术的开发和应用能健康地发展
目前，在线监测技术发展很快，应用面很宽，如何加强产品质量的监督和对产品功能及性能的检验，现场安装、设计的规范化以及制定相应的验收规程、运行管理规程等都是亟待解决的问题。建议有关管理部门进行协调，提供一个综合评估监测系统质量的标准，以便对装置的技术性能、可靠性、先进性以及生产单位的技术力量、技术水平、售后服务等方面进行综合评价。
(2)进一步提高和完善已开发监测装置的性能
从所暴露的问题看，属于监测系统本身质量问题的主要是测量结果不稳定、系统抗干扰能力差等一些技术难点。应该说，经过十几年的攻关，介损测量和阻性电流测量技术是比较成熟的，已与国外水平较接近。当前应集中力量解决传感元件自身的性能(包括线性度问题和提高信号采集及传递过程中的抗干扰能力)， 提高测量的稳定性和可靠性。另一方面，还要进一步提高工艺水平，提高产品部件的可靠性。
(3)在线监测装置的开发应有科研作基础
应充分发挥科研单位、大专院校的科技力量，集中攻关一些技术难题，拓宽监测系统的监测功能，国家电力公司应鼓励和扶持科研创新，以及新技术的开发和研究工作。 应对关键设备如电力变压器和气体绝缘组合电器的在线监测技术进行重点攻关。 开发电力变压器综合型监测系统，该系统应包含各种能反映故障性质的主要特征参数(如局部放电、色谱、温升等)，提高综合分析判断能力。重点加强对局部放电监测系统的抗干扰问题的研究。吸收或引进国外先进的科研成果(如数据处理技术等)，加快我们的步伐，达到减少变压器停电事故、减少维护检修工作量、实现状态检测的目的。气体绝缘组合电器的在线监测技术是当前世界各国研究的主要目标，焦点是监测各种有害的放电，应投入科技力量攻关。 还可以采用消化引进技术的方法，加快实用化进程。
(4)加强基础研究工作
研究监测参数及其变化与被测设备绝缘老化的关系，总结出规律性的东西，反过来指导在线监测工作，才能提高在线监测系统的可信度和判断准确性。目前，我国在线监测技术仍停留在只提供监测数据的水平上，而对于这些参量的变化与设备绝缘的劣化程度的关系仍缺乏判断经验，需要进行大量的试验研究和数据统计工作，加强对测量结果的综合分析，进行历史的、相同设备之间的、同一设备历年的测量结果的分析比较，正常的与故障的测量结果的比较来找出测量结果的变化与绝缘劣化两者之间的关系。 一些先进国家非常重视理论研究工作，通过在线监测结果与模拟试验比较，提出有参考价值的监测指标，作为判断故障性质的参考。其发展趋势就是用以在线监测为依据的状态监测与维修逐步取代以预防性试验为依据的预测维修。
(5)加强在线监测系统的智能化水平
在线监测技术有三要素：信息采集，数据处理与分析，处理意见与决策。后两个要素目前还很薄弱，需要加强开发各种可供分析判断的软件。如专家诊断系统的建立，通过调查、归纳、综合、分析工作，提炼出精华，形成专家系统， 作为分析判断被测设备故障的依据。另一方面，提高信息传输的准确性，提高监测的智能化水平，实现与电力系统的智能化监控系统联网，实现电力系统管理的综合自动化。
(6)在线监测技术的开发和应用要讲究实效，各地区要根据具体情况和需要选择投入在线监测系统规模，不要片面追求大而全。
检测系统可以是多种类型，既有集中型的监测系统，也有针对某些设备的小型化监测装置或是可移动式的监测仪器，提高监测系统的利用率。一些发达国家对在线监测系统的投入非常重视，首先要分析被测对象的重要性、所处的运行状态容易引起的故障类型及可能造成的经济损失决定监测参量和投入监测系统的规模，这样可以提高监测的有效性。为此,使用单位对在线监测设备进行选型时，应进行技术经济比较，根据需要决定投入的规模，以提高监测系统的利用率。
(7)组织开展在线监测技术交流，建立相关的技术交流信息网，充分发挥科研单位和专家的积极性，进行技术咨询和指导，建立国家电力公司信息网，加强与各网省局的信息交流， 发布管理信息，典型事故分析，交流先进技术，促进在线监测技术的发展。
作者简介：郭碧红，女，1943年生，教授级高工，从事电气设备监测技术工作。
杨晓洪，男，1965年生，高级工程师，从事高电压测量技术及其自动化工作。
作者单位：中国电力科学研究院，100085 北京清河
参考文献
1Guuinic P.On-line monitoring and diagnosis：EDF practices and orientations.CIGRE Symposium on Diagnostic and Maintenance Techniques,Berlin Germany,1993(4)
2Feder K.On-line diagnostic system for monitoring the thermal behavious of transformers.Cigre Symposium on Diagnostic and Maintenance Techniques,Berlin Germany,1993(4)
3Patrunky H.A diagnostic system for SF6 gas insulated switchgear.CIGRE Symposium on Diagnostic and Maintenance Techniques,Berlin Germany,1993(4)
