变电设备在线监测系统能将先进的监测技术 和管理机制有效结合，是实现变电设备生产运行管 理精细化的重要技术手段。其主要任务是通过采 集变电设备的在线监测数据，结合历史试验、检修、缺陷记录，环境影响因素等进行深度整合分析，评 估设备的运行状态，为制定设备维护、隐患控制、故 障清除等对策措施提供依据^[1]。但是，变电设备在 线监测结果的可信度还要依赖于在线监测装置检 测技术的成熟程度以及故障智能诊断专家意见库 的科学可靠程度。同时，装置的稳定性和经济性也 要满足现场使用要求，才能使在线监测技术在变电 设备状态检修中得到更好的推广应用。

本文通过对内蒙古电网变电设备在线监测系 统的运行情况进行分析，指出了变电设备在线监测 系统及装置在运行中存在的不足并提出具体改进 措施。 1 内蒙古电网变电设备在线监测系统运行 情况分析

内蒙古电网变电设备在线监测系统采用“一级 部署、两级应用”的建设思路，由变电设备在线监测 主站系统、变电站站控系统及变电设备在线监测装 置共同组成。 1.1 主站系统

变电设备在线监测主站系统应用功能包括数 据获取和预处理、状态分析与评估、信息发布与展 示等，为不同类型设备提供了统一的数据接入和分 析诊断平台。目前，站控系统及在线监测装置具有 的数据获取和预处理功能可实现对内蒙古电力（集 团）有限责任公司生产MIS中变电一次设备各类在 线监测状态量的评价、风险评估等；信息发布与展 示功能实现了各类设备在线监测状态评价结果以 及评价报告、设备检修计划的查询、统计、导出。本 文全部数据均通过变电设备在线监测主站系统直 接获得。 1.2 变电站站控系统

变电设备在线监测站控系统部署在变电站内， 以标准方式连接站内各类状态监测装置，接收状态 监测装置所发出的标准化状态信息，并将所接收的 标准化信息发送给主站系统，在整个在线监测网络 中具有承上启下的关键作用。站控系统中断将意 味着本站所有在线监测装置与主站系统通信中断， 因此要求站控系统必须可靠运行。表 1为内蒙古电 网变电站站控系统运行情况。

表 1(Table 1)

表 1 内蒙古电网变电站站控系统运行情况

表 1 内蒙古电网变电站站控系统运行情况

2013-08-01，内蒙古电网变电设备在线监测主 站系统正式投入使用，已在22座变电站安装运行22 套在线监测站控系统，涉及9个产品生产厂家。根据2013年8月至2014年5月的运行情况统计，变电 站站控系统年平均中断时长占运行时长比例为 19%，整体上运行不稳定。其中，仅有HC、KS和KB 三个厂家的站控系统平均中断时长占运行时长比 例在10%以内，运行相对稳定；而LG、HN和WD三 家公司的站控系统平均中断时长占运行时长比例 超过25%，运行很不稳定。 1.3 变电设备在线监测装置 1.3.1 变电设备在线监测装置运行评价原则

对变电站各类在运的变电设备在线监测装置 评价的主要目的是考核其实际运行性能，评价采用 百分制，具体评价指标及标准分情况分别为：装置 接入率30分、数据误差率35分、数据异常率25分、 现场服务质量10分。

装置接入率是指装置正常运行的周期占查询 时间段内周期总数的百分比，其计算公式为：

装置接入率=正常运行周期数/周期总数×100%。

在线监测装置接入率的标准分为30分，接入率 大于90%得30分，每下降5个百分点扣5分，扣完30 分为止。

数据误差率包含数据重复率及数据测量误差 率两部分，其中数据重复率满分15分，数据测量误 差率满分20分。数据重复率是指在评价时间段内， 重复数据占整体数据的比值。以油中溶解气体在 线监测数据为例，总烃数据2次相同即为重复数 据。数据测量误差率是指在线监测装置的测量值 与实际值之间的偏差程度，用来表征在线监测装置 采集传输数据的准确性。用一段时间内某一监测 装置所采集数据的数值与实际值的相对偏差量来衡量，即：数据测量误差率＝（在线监测值-实际值）/ 实际值×100％。其中，数据测量误差率实际值由各 供电企业检修工区通过离线或带电检测试验测定， 每月对每个在线监测装置至少抽查3次，取各次误 差率的平均值，作为本月该在线监测装置的数据误 差率。

数据异常率是指在装置正常运行期间，重复上 传数据和超区间数据占数据总次数的百分比，即：

数据异常率=（重复上传数据次数+超区间数据 次数）/数据总次数×100%。

变电设备在线监测系统平台数据重复上传次 数、数据超区间次数和数据总次数为该项数据来 源。数据异常率小于10%得25分，每增加5个百分 点扣5分，扣完为止。

供货商现场服务质量由各供电单位根据装置 在安装、调试、运行和维护等过程中供货商服务质 量自行确定。现场服务质量分为优、良、中、差四 挡，对应分数分别为10分、8分、6分和4分。 1.3.2 变电设备在线监测装置运行情况

内蒙古电网目前在运变电设备在线监测装置 共计396套，包括油中溶解气体在线监测装置53 套，占比13.4%；铁心、夹件接地电流在线监测装置 76套，占比19.2%；避雷器绝缘在线监测装置267 套，占比67.4%。其中，油中溶解气体在线监测通过 对变压器油中溶解的各主要气体组分进行连续或 实时在线监测，做到随时掌握设备的运行状况，判 断其运行是否正常，并诊断监测设备内部可能存在 的隐患或故障的性质、类别、部位、严重程度及发展 趋势^[2]。油中溶解气体在线监测技术已成为变压器 状态监测最为普遍且相对成熟、有效的辅助手段。 本文以变压器油中溶解气体在线监测为例，对内蒙 古电网变电设备在线监测装置运行情况进行分析。

9个生产厂家的油中溶解气体在线监测装置总 体接入率为89%，具体统计结果见表 2。其中，HC、 HN、KS、KB和ZF四个厂家装置接入率均为100%； WD与HL的装置接入率指标较差，但是，这两个厂 家的在线监测装置运行相对可靠，接入率低的主要 原因是变电站站控系统与在线监测装置之间的通 信不稳定。

表 2(Table 2)

表 2 油中溶解气体在线监测装置接入率统计

表 2 油中溶解气体在线监测装置接入率统计

正常变压器油中溶解气体在线监测数据在一定时间段内具有一定的连续性，但各项指标一般不 会完全重复。而且，当同时抽取相同设备、相同部 位油样时，现场实时监测所得数据和实验室常规色 谱实验数据误差应在一定范围并呈现相同趋势。 图 1、图 2分别为一段时期内某500kV、220kV主变 压器油中溶解气体（氢气）体积分数在线监测数据 与离线试验数据比对情况。

图 1(Figure 1)

图 1 某500kV主变压器油中溶解气体氢气体积分数对比

图 2(Figure 2)

图 2 某220kV主变压器油中溶解气体氢气体积分数对比

可以看出，图 1中油中溶解气体在线监测结果 与离线实验室同期数据整体趋势出现交叉，误差时 大时小；图 2中油中溶解气体在线监测结果与离线 实验室同期数据整体趋势基本一致，但总体误差仍 超过30%。可见，部分油中溶解气体在线监测数据 准确性仍待提高。

变压器油中溶解气体在线监测数据误差率统 计结果见表 3。可以看出，产品数据重复性指标较 好的厂家有ZF、KB和HL；而数据测量误差率指标 总体较差，相对较好的厂家有KB、WD和HL。

表 3(Table 3)

表 3 油中溶解气体在线监测装置数据误差率统计1）

表 3 油中溶解气体在线监测装置数据误差率统计1）

变压器油中溶解气体在线监测装置回传的数 据应稳定可靠，是每次测量请求后重新测量得到的 真实数据，而不能反复回传历史数据或无效数据。 因此，测量数据不得出现明显的重复现象。但从实 际统计结果看（见表 4），ZF生产的装置油中溶解气 体在线监测数据异常率指标明显优于其他厂家； LG、SY、HC、WD、KS、HN生产的装置数据异常率均 为0分，反映出装置存在同一数据反复上传的现象， 其实质是装置对测量或数据回传命令响应功能不 完善，存在不响应或过度响应现象。

表 4(Table 4)

表 4 油中溶解气体在线监测装置数据异常率统计

表 4 油中溶解气体在线监测装置数据异常率统计

表 5为变压器油中溶解气体在线监测装置供货商现场服务质量评分，服务质量评分较高的厂家有 HL、LG、SY（服务质量评分来源为各供电企业现场 服务质量评分）。现场服务存在的主要问题是部分 供货商没有按要求配合在线监测装置使用单位对 装置进行定期维护、试验和评价，不能及时解决装 置与站控系统运行中出现的问题等。

表 5(Table 5)

表 5 变压器油中溶解气体在线监测装置供货商 现场服务质量得分明细

表 5 变压器油中溶解气体在线监测装置供货商 现场服务质量得分明细

总体上看，ZF与KB生产的变压器油中溶解气 体在线监测装置各项评估指标较好而且较均衡，运 行评估综合得分较高。HC、LG、HL和WD的综合得 分则相对较低，其中，HC的主要问题是在线监测装 置数据不准确和重复上传；WD的主要问题是站控 系统中断和数据传送超周期；HL虽然数据测量误差 与数据异常率等多数指标较好，但由于站控系统频 繁中断和数据传送超周期，综合得分也较低。变压 器油中溶解气体在线监测装置综合评价得分情况 见表 6。

表 6(Table 6)

表 6 变压器油中溶解气体在线监测装置综合评价得分

表 6 变压器油中溶解气体在线监测装置综合评价得分

变电设备在线监测系统的运行性能不仅取决 于在线监测装置的运行稳定性和测量数据准确性， 还取决于站控系统的运行稳定性。站控系统频繁 故障是目前在线监测系统整体数据异常率高和接 入率低的首要原因，对此提出以下改进措施。 2.1 进行变电站站控系统改造，提高系统运行稳定 性

目前，内蒙古电网各变电站站控系统采用“工控机+windows”的平台架构，系统稳定性差。建议对 现有站控系统采用统一嵌入式接入平台进行系统 完善，使用性能更加稳定的基于嵌入式Linux系统 的独立状态接入控制器，取代目前由通信软件模拟 实现CAC功能的站控系统，提升站端在线监测平台 运行可靠性，保证在线监测装置与主站系统的可靠 通信。 2.2 加强在线监测系统入网检测、现场验收和运行 评估

针对部分变电设备在线监测装置运行稳定性 和数据准确性均较差的问题，建议开展在线监测系 统入网检测工作，制定相关检测规范的实施细则， 把好装置入网质量关；同时制定现场交接验收、运 行中抽检评估等规范，加强现场验收和运行评估工 作，保证优胜劣汰的选用原则，使准确、稳定的在线 监测装置得到充分的推广应用^{[4, 5]}。 2.3 提高对在线监测数据的利用和分析水平 2.3.1 制订差异化的数据传送周期

目前，内蒙古电网变电设备在线监测系统按照 装置类型实行统一的数据传送周期，存在对正常设 备过度监测而对异常设备监测不足的现象，建议根 据设备状态实施差异化的数据传送周期，及时掌握 异常装置运行状况。 2.3.2 建立在线监测与设备状态检修辅助决策系 统数据联系

建立在线监测与设备状态检修辅助决策系统 数据联系，实现在线监测数据实时触发设备状态评 价，及时、全面掌握设备最新状态，以便更有效地指 导设备状态检修工作^[6]。