智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)分析

(國網(wǎng)湖南省送變電工程公司 湖南 長沙 410000)

智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)分析

唐快成

(國網(wǎng)湖南省送變電工程公司湖南長沙410000)

智能變電站一次設(shè)備在線檢測系統(tǒng)能夠?qū)σ淮卧O(shè)備運行狀態(tài)數(shù)據(jù)進行有效的獲取，同時能夠?qū)崿F(xiàn)對其自動的診斷，進而確保智能變電站安全和可靠運行。本文主要結(jié)合筆者多年工作經(jīng)驗以及智能變電站在線監(jiān)測技術(shù)的特點，提出了以IEC61850標準為基礎(chǔ)的智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)。

智能變電站；一次設(shè)備；在線監(jiān)測；IEC61850

引言

智能變電站一次設(shè)備在線檢測系統(tǒng)的主要作用是為智能變電站一次設(shè)備提供一種安全、可靠、故障診斷的維護手段，從而能夠?qū)σ淮卧O(shè)備的運行狀況以及故障信息進行實時的監(jiān)測，保證一次設(shè)備安全可靠的運行，能夠為變電站節(jié)省大量的人力和財力。

一、系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)主要是根據(jù)國家相關(guān)設(shè)計規(guī)范，以IEC61850標準為基礎(chǔ)進行在線監(jiān)測系統(tǒng)的建設(shè)，同時將其納入到智能變電站統(tǒng)一的數(shù)據(jù)平臺，該系統(tǒng)能夠有效的實現(xiàn)智能變電站一次設(shè)備狀態(tài)檢測數(shù)據(jù)的傳輸、匯總和診斷分析。

在智能變電站的現(xiàn)場中各系統(tǒng)的傳感器、監(jiān)測單位、電源和通信模塊主要是利用間隔匯控柜進行防治，并且根據(jù)電壓等級對全部間隔狀態(tài)的監(jiān)測匯控柜進行組合，之后將其匯總到變電站保護室狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)屏，進而實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集和狀態(tài)的分析，

智能變電站一次設(shè)備在線檢測系統(tǒng)采用的是分層分布式結(jié)構(gòu)。站控層設(shè)備主要是在線監(jiān)測的站內(nèi)后臺機，對站內(nèi)的全部的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)進行收集同時對其進行數(shù)據(jù)標準化模型的轉(zhuǎn)化、分析和存儲等，并并遠程控制和維護命令進行接收。間隔層設(shè)備通常是對某一批設(shè)備的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)收集、整合、分析和存儲等進行負責(zé)。在過程層中具有傳感器和現(xiàn)場采集單元，所有類別的傳感器都是由變電站一次設(shè)備廠家安裝在設(shè)備的內(nèi)部，現(xiàn)場采集單位都是按照監(jiān)測功能的要求進行配置，比如局部放電監(jiān)測、鐵芯電流監(jiān)測、套管監(jiān)測、避雷器監(jiān)測、局部放電監(jiān)測、機械特性監(jiān)測、SF6氣體監(jiān)測、GIS局部放電監(jiān)測、電壓監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測等。所有的現(xiàn)場監(jiān)測采集單元都是通過ICE61850標準規(guī)定接入到狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)子站中。如圖1為智能變電站一次設(shè)備在線檢測系統(tǒng)框架圖。

圖1 智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)框架圖

在智能變電站中必須設(shè)置一套獨立的綜合狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，這樣才能夠有效的避免給站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備帶來巨大的負擔(dān)，確保整個站控系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定運行。狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)后臺機具具有的功能主要包括單元配置、采集和存儲數(shù)據(jù)、ICE61850數(shù)據(jù)接口、故障報警和診斷等，對變壓器、斷路器等一些設(shè)備的狀態(tài)信息進行全面的采集，從而實現(xiàn)智能變電站的狀態(tài)監(jiān)測，實現(xiàn)可視化之后將其上傳到狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)主站，與此同時對主站給故障設(shè)備分析和診斷的結(jié)果和建議進行接收，從而為之后的狀態(tài)監(jiān)測一次設(shè)備的綜合管理提供重要的數(shù)據(jù)支持。

二、智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的工作過程

該系統(tǒng)的主要工作過程是各類傳感器對各電力功能原件的狀態(tài)信息進行實時采集，實現(xiàn)點對點的傳輸?shù)浆F(xiàn)場采集單元。現(xiàn)場采集單元主要是安裝在變電站的監(jiān)測現(xiàn)場，通過現(xiàn)場總線，實現(xiàn)與監(jiān)測中心服務(wù)器自動實時的通信，并且對狀態(tài)參數(shù)進行上傳。

監(jiān)測中心對各個監(jiān)測單元進行控制和管理，同時對狀態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)進行采集和存儲，并且全面診斷和分析站內(nèi)各個電力功能單元原件的運行狀態(tài)，實現(xiàn)對全部有關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)合，建立健全運行和檢修管理數(shù)據(jù)庫，利用ICE61850協(xié)議實現(xiàn)和監(jiān)控后臺之間的通信，同時將各電力功能原件狀態(tài)信息提供給運行人員，并且實現(xiàn)是對可能發(fā)生的故障的預(yù)警。

已經(jīng)經(jīng)過整合之后的變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)作為一個全局狀態(tài)信息的數(shù)據(jù)庫，是設(shè)備狀態(tài)信號發(fā)布的重要平臺，該系統(tǒng)同時也是故障診斷、運行和檢修維護的咨詢管理平臺。不但能夠?qū)C合數(shù)據(jù)平臺上的數(shù)據(jù)進行充分的利用，還能夠?qū)⑵涮峁┙o變電站自動化系統(tǒng)進行使用，從而為變電站一次設(shè)備實時監(jiān)測預(yù)警分析提供重要的數(shù)據(jù)支持。

三、智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測單元和項目

(一)油色譜監(jiān)測單元

油色譜在線監(jiān)測裝置主要是根據(jù)氣相色譜的原理，在線監(jiān)測充油變壓器油中溶解的故障氣體的含量和變化趨勢。該單元通常由三個部分組成，分別是油氣分離裝置、混合氣體分離監(jiān)測裝置以及數(shù)據(jù)現(xiàn)場處理單元等。一根取油管和一根回油管將油氣分離裝置和變壓器之間實現(xiàn)連接，利用自動控制油循環(huán)的手段實現(xiàn)循環(huán)取油。利用真空脫氣的手段，通過真空將油樣中溶解的特征氣體分離開來。

(二)局部放電監(jiān)測單元

局部放電監(jiān)測單元主要是通過超聲傳感器進行局部放電信號轉(zhuǎn)化成為電信號，同時經(jīng)過現(xiàn)場處理單元的A/D大轉(zhuǎn)換，最終以數(shù)字信號的形式通過CAN總線將其發(fā)送到局部放電的IED進行處理。

(三)機械特性監(jiān)測

斷路器機械特性監(jiān)測單元首先是通過轉(zhuǎn)角位移傳感器和交流骨干器以及直流互感器對斷路器的行程和三相電流的模擬量進行采集，同時通過電纜將這些模擬信號傳輸?shù)浆F(xiàn)場處理單元，等待處理。在現(xiàn)場處理單元接收到模擬信號之后，通過濾波、放大以及數(shù)字化等一系列的處理之后實現(xiàn)信息判斷，之后將處理之后的結(jié)果傳輸?shù)较到y(tǒng)間隔層，等待進一步的處理。

(四)SF6氣體監(jiān)測

數(shù)字式密度監(jiān)測單元是直接安裝在開關(guān)設(shè)備上的，利用電子式壓力和溫度傳感器能夠?qū)崿F(xiàn)對氣體壓力和溫度值的數(shù)字量進行直接的監(jiān)測，能夠通過計算直接的求出氣體的標準壓力值。不但能夠得到實時密度的數(shù)字量，還能夠?qū)F6壓力、溫度值等進行隨之的監(jiān)控，能夠更加全面的對設(shè)備的工作狀態(tài)進行了解。

(五)開關(guān)柜溫度監(jiān)測

開光柜溫度在線監(jiān)測主要是采用紅外傳感器測溫并且實現(xiàn)轉(zhuǎn)換傳送的手段，其主要原理就是利用紅外測溫儀特殊的光學(xué)系統(tǒng)匯聚其視場中的目標物體紅外輻射能力，紅外能量聚焦在光電探測器中并且將其轉(zhuǎn)換成為相應(yīng)的電信號。

四、結(jié)語

隨著現(xiàn)代智能變電站的不斷發(fā)展，對變電站系統(tǒng)運行安全和可靠性的要求不斷提高，做好變電站一次設(shè)備的在線監(jiān)測變得越來越重要。通過智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測能夠?qū)崟r的掌握一次設(shè)備的運行狀態(tài)和故障狀況，有效的提高變電站的安全性和可靠性，不斷的促進電力行業(yè)的發(fā)展。

[1]董燁,李永斌,張勛.智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)方案[J].科技信息,2011(22):807+809.

唐快成(1982-)，男，大專，主要從事變電一次安裝工作。

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