淺談智能變電站設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用

王中明+易向南+許世潔+王麗麗+于海礁+于志勇+任東博

摘 要：文章的主要內(nèi)容是對智能變電站的在線監(jiān)測，比如一些變電站的智能監(jiān)測，著重寫了監(jiān)測系統(tǒng)的組建和建設(shè)，對于全站設(shè)備運(yùn)行的實(shí)時監(jiān)控，對故障處理和指令有深遠(yuǎn)意義。

關(guān)鍵詞：智能；監(jiān)測

在線監(jiān)測對于變電站設(shè)備的運(yùn)行情況能夠及時探知，在傳感器方面、廣域通信技術(shù)、信息處理這三方面的支撐下，可分析和監(jiān)視各種輸變電設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，提高了電網(wǎng)智能化的標(biāo)準(zhǔn)，管理輸變電設(shè)備。

1在線監(jiān)測技術(shù)的各部分組成

1.1智能傳感器

對比傳統(tǒng)傳感器，智能傳感器高度的集成網(wǎng)絡(luò)，融合了多傳感器技術(shù)，獲得多種信息的同時，傳輸數(shù)據(jù)、儲存、分析和判斷，相比與以電測量為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)傳感器，智能傳感器具有許多優(yōu)點(diǎn)，如抗干擾能力強(qiáng)，靈敏度高，可靠性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。如圖所示即為該設(shè)備的結(jié)構(gòu)模式圖。

智能傳感器技術(shù)能采集高精度信息，維修安裝便利的同時具有編程能力，集成度的提高使信息的采集可行性增加，在系統(tǒng)用應(yīng)用的傳感器傳感器體積小的同時還具有優(yōu)良的電磁兼容性，是變電站系統(tǒng)中的重中之重 具有實(shí)時檢測故障、遠(yuǎn)程控制和數(shù)據(jù)交換的優(yōu)良性能。

電磁兼容性優(yōu)良，能夠使故障實(shí)時檢測、數(shù)據(jù)交換和遠(yuǎn)程控制實(shí)施，是變電站設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的重中之重。

1.2信息的處理

對于一些不夠準(zhǔn)確的信息智能信息處理技術(shù)能將其處理，但其中的核心手段還是數(shù)據(jù)挖掘和知識的獲取。多數(shù)據(jù)源可對在線監(jiān)控系統(tǒng)提供可靠的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，很多電力系統(tǒng)在信息量增大的同時增大了系統(tǒng)的診斷負(fù)擔(dān)，分析偏差為主之外還會進(jìn)行信息描述、關(guān)聯(lián)分析和歷史數(shù)據(jù)聚類分析。

1.3數(shù)據(jù)傳輸

保障信息傳遞性與準(zhǔn)確性可使監(jiān)控系統(tǒng)使用更加便利，為滿足在線監(jiān)理的性能要求，通信系統(tǒng)必須具有優(yōu)良的可靠性和冗余性。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障時，數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)可支持電力寬帶網(wǎng)，提供高速實(shí)時的通信。

2在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計

2.1大體設(shè)計

根據(jù)變電站智能設(shè)計規(guī)范，將全站設(shè)備的傳輸，診斷分析并分類匯總，將檢測系統(tǒng)納入同一平臺上，按照通信規(guī)約建模，在智能變電站現(xiàn)場設(shè)計具有分析數(shù)據(jù)檢測設(shè)備性能的一類設(shè)備，如系統(tǒng)傳感器、檢測單元、電源以及電壓分級組合全國狀態(tài)檢測控制柜等以保證系統(tǒng)的良好運(yùn)作和可行性實(shí)施。

2.2結(jié)構(gòu)設(shè)計

在安全區(qū)中不僅不能出現(xiàn)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)還不能同其他任意區(qū)發(fā)生關(guān)聯(lián)，當(dāng)然在這一數(shù)據(jù)中有必然存在的東西，比如獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)的建立、獨(dú)立的交換機(jī)和層次裝置的建立（除太網(wǎng)為星形外，其他多余的不用建立）。以上的結(jié)構(gòu)的設(shè)計原則是按著職能變電站變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的分區(qū)原則進(jìn)行分層的。站控層設(shè)備分為兩層，間隔和過程層。站控層為該設(shè)備的主要設(shè)備，其作用通常為統(tǒng)計分析和數(shù)據(jù)儲存，重要的作用是預(yù)警功能，不僅能夠遠(yuǎn)程控制還可維護(hù)系統(tǒng)。而間隔層是負(fù)責(zé)現(xiàn)場監(jiān)控功能的，與間隔層不同的是過程層的主要功能是信息采集。設(shè)備用于間隔層的功能監(jiān)測與整合數(shù)據(jù)，過程層設(shè)備擁有一定的儲存功能，用于上傳數(shù)據(jù)和接受指令，是在線監(jiān)控的終端。

2.3監(jiān)測內(nèi)容

2.3.1絕緣、避雷在線監(jiān)測

容性設(shè)備系統(tǒng)分為兩個部分，通常為傳感器和監(jiān)控終端，如果終端能將數(shù)據(jù)傳到總服務(wù)器，則服務(wù)器可分析其性能，由于互不相連出現(xiàn)故障也不會影響其他設(shè)備的情況。

高壓設(shè)備分為很多種，具有代表性的有電流互感器、變壓器套管、變壓器鐵芯、耦合電容器等均為設(shè)備絕緣在線監(jiān)測針對設(shè)備。經(jīng)過監(jiān)測末屏泄露電流的設(shè)備，分析后可獲得在運(yùn)行狀態(tài)的介質(zhì)消耗和電容變化情況。

若想對氧化鋅避雷器的運(yùn)行狀態(tài)時刻把握，一般來說最可靠的方法是采用基波方法，通常會測量變電站的內(nèi)泄露或者是阻性電流值。若想反映避雷器真實(shí)情況，一般可借助數(shù)字濾波和模擬濾波，這種方法及時、有效可取得阻性電流基波的部分。

2.3.2斷路器的動作特性

霍爾互感器是反映斷路器的代表性儀器，該設(shè)備可在終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)計算，通過分析波形數(shù)據(jù)和采集合閘線圈的情況，便于用戶監(jiān)測其動向，后臺若想監(jiān)測平臺使用，則需使用現(xiàn)場總線，從而得到設(shè)備運(yùn)行的第一手情況。

2.3.3溫度測量

無線溫度測量具有抗干擾的特點(diǎn)，可以在高電磁的環(huán)境下工作，分為傳感器和接收基站兩部分，無線溫度測量可以在線通過網(wǎng)絡(luò)對溫度進(jìn)行測量，系統(tǒng)可是同時運(yùn)行多個傳感器，并且可以無線接觸測量，適用于高壓母線和開關(guān)運(yùn)行溫度監(jiān)測。

3變電站設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用

在線監(jiān)測內(nèi)容包括一次設(shè)備的智能斷路器、智能變壓器和避雷器，而以上機(jī)器能夠具有良好的絕緣參數(shù)和運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)測量，主要得力于智能變電站對于一次設(shè)備的研究的深入。變電站智能變壓器的運(yùn)行狀況能夠是存在于變壓器油中的氣體得到完全分解，主要得力于氣相色譜原理（在線監(jiān)測溶解氣體技術(shù)）。該變電站能夠具有良好的監(jiān)測系統(tǒng)（含有多種元件）框架，主要得力于GIS的在線監(jiān)測系統(tǒng)，但是這一系統(tǒng)不能廣泛使用是因?yàn)橛捎诩煞绞讲划?dāng)從而本金增加。

3.1斷路器監(jiān)測

檢查和探測之?dāng)嗦菲?/p>

斷路器特性之動作、時間之分合閘和時間曲線的產(chǎn)生、儲能電機(jī)的狀態(tài)這幾點(diǎn)常用來檢查和探測斷路器智能組件。開斷、儲能電機(jī)電流是由電流傳感器采集一次回路并對開關(guān)信號用輔助點(diǎn)收集的一類東西，除此之外也有其他系統(tǒng)采取了同樣的樣品，比如說斷路器的在線監(jiān)測系統(tǒng)。斷路器機(jī)械特性狀態(tài)和電壽命監(jiān)測是由采集后的信號決定的，因此要對這一信號進(jìn)行研究分析。可進(jìn)行錄波分析。

能夠讓每小時符合數(shù)據(jù)、歷次儲能電機(jī)動作信息以及分合閘線圈波形等情況做飯完美的收官，是因?yàn)槠麂洸ǚ治龊蜋z測斷路器十分完整。斷路器觸頭的電壽命能夠的出來是因?yàn)槠鋭幼麟娏髡页瞿K，電特性診斷和接卸特性診斷是斷路器所具有的兩大板塊。機(jī)械特性診斷模塊對儲能機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況（對其儲能間隔和時間進(jìn)行探討和研究）能夠施展有效果的評價。斷路器中的動作特性監(jiān)測可以大體猜測其變化的趨勢，因?yàn)檫@一檢測可以形成運(yùn)行狀態(tài)曲線（動態(tài)研究關(guān)于斷路器所采集到的數(shù)據(jù)），這一曲線能夠和歷史檔案標(biāo)準(zhǔn)對比取向形成比較，除此之外其趨勢的形成是要結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)曲線的結(jié)果來看的，而這一曲線是由時間-行程曲線和操作線圈電流曲線一起形成一種比較而形成的。

3.2避雷器監(jiān)測

避雷器的監(jiān)測功能是通過組件實(shí)現(xiàn)的，該組件可監(jiān)測設(shè)備三方面的情況。有阻性電流檢測、泄漏電流監(jiān)測和動作次數(shù)監(jiān)測三方面的嚴(yán)格盤查，依舊是采用萬能的基波方法從而實(shí)現(xiàn)的，使用基波法測量泄露和阻性電流，監(jiān)測單元得到命令后，監(jiān)測單元則開啟系統(tǒng)運(yùn)行頻率的跟蹤監(jiān)測，應(yīng)用定位系統(tǒng)系統(tǒng)授時時鐘實(shí)現(xiàn)采樣，利用容性設(shè)備處理設(shè)備，無線網(wǎng)絡(luò)使模塊發(fā)射，發(fā)送給智能處理器相應(yīng)的采集信號，比較橫向縱向，使避雷器工作狀態(tài)的預(yù)警和診斷得以實(shí)現(xiàn)，將結(jié)果數(shù)據(jù)傳輸給智能處理器。 阻燃電纜是市面上新生的一種良好的材料與數(shù)據(jù)線結(jié)合使用，可大大提升后臺系統(tǒng)的阻隔效能，配合白鋼外殼結(jié)構(gòu)，以起到監(jiān)測系統(tǒng)屏蔽的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周海，雷先偉.數(shù)字化變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)[J].貴州電力技術(shù)，2010，13（1）：30-31.

[2] 魯東海，孫純軍，王曉虎.智能變電站中在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計[J].電力自動化設(shè)備，2011，31（1）：134-137.endprint