引言

随着中国能源结构转型的深入推进，新能源场站发电在电力供应中的比重不断提升。根据国家能源局数据，截至2023年6月底，中国可再生能源装机达到13.2亿千瓦，历史性超过了煤电，约占中国总装机的48.8%。在《新时代的中国能源发展》白皮书中，国务院明确提出要“大力发展新能源，建设清洁低碳、安全高效的能源体系”。然而，新能源场站高压电气设备的安全稳定运行面临诸多挑战。高压电气设备故障不仅会造成巨大经济损失，还可能引发停电等安全事故，影响电网稳定性；因此，加强高压电气设备的状态监测与带电检测至关重要。

此外，在《“十四五”现代能源体系规划》强调要“推进能源装备智能化、数字化升级”；近年来，随着智能电网建设的推进，我国在电力设备状态监测和带电检测技术方面取得了显著进展；然而，建设新能源智慧化场站的陆续提出，各新能源场站复杂工况下对电气设备的在线监测及带电检测技术提出了更高要求。

本文将探讨新能源场站高压电气设备在线监测及带电检测技术的重要性，介绍该技术和方法，为保障新能源场站发电设备的安全稳定运行提供参考。

1.新能源场站高压电气设备在线监测及带电检测的重要性

1.1 保障电力系统运行的安全性和稳定性

高压电气设备的安全稳定运行是整个电力系统可靠性的基石；高压电气设备运行过程中可能因为生产、运输、安装、运行过程中的产生的潜在绝缘缺陷，在各种复杂工况下，导致缺陷问题的扩大，造成场站设备的损坏，非计划停机影响场站发电效益，也会遭受到电网非停考核。新能源场站在线监测及带电检测技术能提前发现设备存在的绝缘缺陷，能有效减少设备故障的影响。国家电网数据显示，采用智能检测系统后，某新能源场站年均停电时间减少了30%，大大提高了供电可靠性。此外，精准的故障定位能缩短检修时间，减少停电影响。因此，加强高压电气设备的在线监测与带电检测技术，是确保新能源场站电力安全稳定供应的关键举措。

1.2 降低成本、提高经济效益

高压电气设备的在线监测和带电检测技术不仅能保障设备安全，还能显著降低运维成本，提升新能源场站的经济效益，这种基于状态的维护方式，避免了传统定期检修可能带来的过度维护或维护不足问题。另一方面，及时发现并处理设备隐患可有效防止小故障演变为大事故。更重要的是，电气设备的稳定运行直接影响发电量。据统计，某新能源电站通过使用在线监测和带电检测技术，年发电量提升了3%，相当于全年增加了近百万元的发电收益。

2.新能源场站高压电气设备在线监测及带电检测技术

2.1局部放电在线监测及带电检测技术

局部放电是高压电气设备内部绝缘缺陷的早期征兆，其监测对保障设备的长期稳定运行具有重要意义。

局部放电在线监测技术通过实时监测设备内部的局部放电活动，能够有效识别潜在的绝缘故障，及时采取预防措施，避免严重故障的发生；局部放电的在线监测和带电检测技术主要采用的技术手段是高频电流法、超声波法和超高频法等。在实际应用中，局部放电带电监测系统通常包括传感器、信号处理单元和数据分析软件。传感器安装在设备监测局放量的部位，如变压器的绕组端部、套管接头、电缆终端等，实时采集局部放电信号。信号处理单元对采集的原始信号进行滤波、放大、数字化处理，提取有效地局部放电特征量。数据分析软件则基于信号特征，进行模式识别和趋势分析，提供设备状态评估和故障预警。

局部放电的带电检测技术主要是利用局部放电测试仪进行测试，通过传感器获取电气设备局部放电数据信号，仪器直接显示和呈现，后续通过软件分析和导出局部放电数据的方式。常用的带电局放检测有GIS超声波局放，开关柜暂态地电压检测，电缆高频CT局放等。对没有在线监测系统的场站，定期开展局放检测能有效反应设备带电情况下的绝缘缺陷。

2.2 油色谱在线监测及检测技术

油色谱在监测技术是一种重要的变压器故障实施监测方法，通过分析变压器油中溶解的气体成分及含量，可以判断变压器内部是否存在潜在故障以及故障类型。油中溶解气体的色谱分析可以定量检测H2、CH4、C2H6、C2H4、C2H2等多种特征性气。其中基于油色谱分析的结果，可采用多种判断方法检测变压器故障类型，如三比值法、四比值法、多比值法、杜瓦尔三角法等；通过油中气体的相对含量，可将变压器故障识别为低温过热、高温过热、低能放电、高能放电、局部放电等故障，识别的结果直观可靠。同样，油色谱测试的数据还可用于故障严重程度和发展趋势的评估。

在实际应用中，同样，油色谱检测技术可分为离线和带电两种方式。离线检测需要人工取油样送至实验室进行分析，有检测频率低、不能实时监测等局限性。而在线监测系统可以持续跟踪气体含量的变化，及时发现异常情况；目前，各类型场站的主变压器配置油色谱监测系统已相当普遍，促进变压器停电检修向状态检修的转变。随着检测技术的进步和大数据分析方法的应用，油色谱检测必将在变压器故障检测中发挥越来越重要的作用。

2.3 铁芯接地电流在线监测及带电检测技术

电力变压器铁芯两点或多点接地时，在铁芯内部会产生环流，引起局部过热，严重时会造成铁芯局部烧损，甚至使接地片熔断，导致铁芯电位悬浮，产生放电性故障，严重威胁变压器可靠运行，因此在变压器运行过程中，铁芯接地电流的测试对此类故障的发现至关重要。同样，变压器铁芯接地电流的检测同样有两种方法，传统方法采用手持式钳形电流表对接地电流进行测量，缺点是精度低，容易受工频磁场干扰，而且不能对接地电流做到实时监测。而在线监测的系统的陆续普及也能有效克服以上缺点，可对变压器铁芯接地电流实时监测，抗干扰能力强，精度高，可将监测数据通过通讯传输到后台，结合后台分析软件实现在线监测及故障报警。

2.4避雷器阻性电流在线监测及带电检测技术

避雷器是一种防范雷击的重要设备，在电力系统中扮演着非常重要的角色。在长期运行中，避雷器的性能和使用效果会受到外界因素的影响，使其逐渐老化，并最终失效，因此，对避雷器进行定期的检测是非常有必要的；对于避雷器运行过程中内部故障问题的发现，最主要的特征参数就是避雷器的阻性电流。

避雷器阻性电流的测试主要是在带电状态下，使用避雷器阻性电流测试仪对避雷器基座入地电流进行检测，分析得出避雷器的全电流、阻性电流等数据，缺点主要是不能实时监测避雷器阻性电流变化。目前，部分场站也已在使用带阻性电流监测功能的在线监测装置，该设备串接在避雷器接地回路中，监测器中的毫安表用于监测运行电压下通过避雷器的泄漏电流有效值，可以判断避雷器内部是否受潮，元件是否异常等情况；同时可以通过信号线传输到后台监控系统中。

3.新能源场站高压电气设备在线监测及带电检测数据分析方法

3.1人工数据分析法

人工分析法主要是通过相关带电检测或在线监测等技术手段，将测得的数据量与要求值进行比对，确定设备是否满足相关标准规范要求，是否满足设备安全运行要求。同时，也可与历年、历次的检测或监测数据进行对比，发现电气设备关键参数的变化趋势。

3.2状态参量分析法

状态参量分析法是根据运行过程中电气设备的某些参数的变化趋势，判断电气设备的健康状况和潜在隐患。通过对电流、电压、温度等关键状态量指标进行连续监测和统计分析，建立设备的状态模型和评估标准，当检测到数据出现异常偏离时，及时预警和分析故障产生原因，便于判断是否停电检修处理，从而实现由定期停电检修向状态检修转变。

3.3关键单元分析法

关键单元分析法是对电气设备的某个关键性单元进行针对性的监测或检测，如变压器的铁芯、套管等，针对性的评估部件的运行状态。此方法需要在该电气设备上安装多个传感器，采集关键单元的局部数据信息；通过分析比对关键单元不同部位的数据情况，可较准确的定位故障发生的位置，为电气设备检修工作的提供更加准确的指引。关键单元分析法实现了从表面到内部、从整体到局部的精准化检测。

3.4图形趋势分析法

图形趋势分析法是利用大数据可视化技术，将电气设备运行过程中大量的数据整理成更加直观地图形图表，如雷达图、散点图、折线图等，便于场站生产运维人员能直接掌握设备的运行状态。例如，通过绘制变压器油色谱的散点图，可以直观展示出油中溶解其他的分布规律，能较早发现设备运行中的问题现象。图形趋势分析法让专业且繁杂的监测数据变得通俗易懂，提升了监测效率和数据获取的准确性。

4.结语

新能源场站高压电气设备的安全稳定运行是保障新能源电力持续供给的关键；随着电力系统在线监测和带电检测技术的不断进步创新，已从传统形式的离线停电检测向运行过程中的在线监测和带电检测转变，在不影响新能源场站发电效益的情况下，能有效实时监测或定期检测到运行中高压电气设备的健康状况。

高压电气设备在线监测和带电检测相辅相成，应当相互配合使用，可以相互印证电气设备运行状态的各个关键参数正确性，在实时在线监测的同时，定期开展带电检测工作的开展，可以保障设备的安全稳定运行，提高新能源场站的发电效益。

参考文献：

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