超高壓變電站狀態檢測系統方案研究

董武亮

（國網河南省電力公司檢修公司，河南 鄭州 450000）

隨著超高壓變電站檢測系統的發展，變電站狀態檢測系統對設備信息的數據采集、傳輸、共享等基礎技術得到穩定提高，遵循著“三層兩網”的體系，建立并完善了高電壓變電站狀態檢測系統。

1 超高壓變電站狀態檢測系統架構

狀態檢測系統需將整體檢測流程以及檢測報告規范化、標準化，以滿足變電站的各方面需求。系統架構體現在兩部分，分別是硬件設計和軟件設計。硬件架構主要體現了狀態檢測系統的閉環自動測試硬件網絡環境布局，實現了數字測試儀的裝置鏈路及控制端的搭建。

數字測控裝置控制模板的設計。狀態檢測系統的設計要求是能夠針對不同廠家的設備進行驅動，并且可以適用于各種不同的應用場合。為解決這一問題，向各大廠家的設備進行收集測試，收集數據，總結歸納出狀態檢測系統的通用方法，并且建立了系統控制的標準化抽象方法，在此之上達到標準檢測功能的集合，形成狀態檢測系統的規范標準。

2 超高壓變電站狀態檢測系統特點

（1）變電站狀態檢測系統結構。超高壓變電站設備狀態檢測系統的結構主要采用分層分布式的現場總線結構，其由變電站內的監控系統和數據管理系統這兩部分組成，針對變電站的變壓器、斷路器、互感器、電容器、GIS等超高壓設備的運行狀態進行檢測。超高壓變電站狀態檢測系統會將數據通過網絡匯集到數據管理中心，進行分析處理。結構上由狀態數據采集層、狀態數據分析層、數據問題診斷層三個層面組成。

（2）變電站狀態檢測系統的子系統。變電站狀態檢測系統由三個子系統組成，分別是離線試驗系統、帶電巡檢系統以及在線監測系統，三個子系統數據共享，互相配合完成檢測任務。離線試驗系統是使用移動終端，以固定的軟件錄入數據報告，傳送至狀態分析主控室。帶電巡檢系統是通過設備專屬移動終端實現數據采集，同樣傳送至狀態分析主控室，大量的圖像數據會由專門負責的工程師處理錄入。在線監測系統的分層分布式結構，在抗干擾性方面格外突出，在擴展性和整體性能方面也有很大的先進性，它的數據采集、數據預處理、數據傳輸、數據后處理及數據存儲功能，由各單元分層組成控制。

（3）SIM監測系統。SIM監測系統是超高壓變電站狀態檢測系統重要的組成成分。SIM監測系統是通過就地安裝的LC-PD局放單位來實現對GIS及斷路器等局部放電這一設備性缺陷的監測。此監測系統采用的是世界上最先進的超高頻檢測技術，它外置的UHF傳感器，可以接受盆式絕緣子或套管法蘭縫隙輻射出來的電磁波信號，既實現了對局部設備的檢測和定位，還保證了設備不受外界的環境影響，保持了良好的信噪比和靈敏度。國外在監測GIS放電高頻信號時，采用的是老式的體內傳感技術，這種傳感方式雖然有靈敏度保證，同時也可以有效的抑制GIS外部干擾，但是會額外增加很多密封點，而且，必須在GIS制造之前安裝，無法監測已經投入運行的GIS設備。由此可見我國使用的SIM3監控系統比國外先進很多，使用了具有定向接收功能的UHF電磁波傳感器。

3 超高壓變電站狀態檢測系統與傳統檢測方式相比的優越性

超高壓變電站狀態檢測系統運用新型可視化技術檢測變電站的設備運行情況，實現了絕緣設備的CT掃描，從根本上解決了傳統檢測方法可靠性低、不全面等問題。

傳統的檢測設備的方式，因檢測范圍較小，必需有人工配合加以判斷檢測的結果，所以研發運用一種新型可視化技術檢測超高壓絕緣設備。該新技術利用紅外及紫外成像法，能夠及時發現設備的破損，發熱情況，甚至是其污穢狀況。這些數據通過后臺軟件平臺，建立出綜合了成像技術匯總的圖像特征信息的可視化仿真模型。這項新技術還可顯示出超高壓設備的內部情況，結合實際情況進行人工智能分析。相較于傳統的檢測方式，無論從速度還是準確度，都大大提高，可以更加有效的預防超高壓變電站設備的閃絡、擊穿、炸裂、掉串等故障,大幅度提高超電壓變電站狀態的檢測效率和準確率，降低了人的工作強度，提升了我國電力設備帶電狀態設備的檢測水平。

4 運用變電站狀態檢測系統預處理問題

（1）超高壓變電站的初始狀態。變電站技術人員掌握設備各項性能時，主要依靠的是變電站初始狀態信息，狀態信息還可以幫助員工檢測設備是否達到了預計的運行狀態，以及各項的參數是否達到規劃值。工作人員通過對比分析，針對變電站未達到要求及時做出反應，查找原因，完善參數。根據超高壓變電站狀態系統提供的數據，判斷問題的來源，若是內部的質量問題，技術人員就可調整項目的進行方向進行積極的調控。若是外部因素造成的，就需前后考慮這些因素對變電站后續的工作是否有影響，并做出分析決策，便于日后及時解決問題。

（2）超高壓變電站利用初始狀態信息處理問題的先進性。從以上幾點可以看出通過超高壓變電站狀態檢測系統對超高壓變電站設備的初始狀態的掌控，對確保變電站日后正常工作起到了非常重要的作用。在超高壓變電站投入運行后，也許應用超高壓變電站狀態檢測系統對設備進行檢測，并加以維護，可以定期對各個項目檢查記錄，然后結合實際狀態的參量，及時做出對比反饋。利用超高壓變電站狀態檢測系統進行檢修，是對超高壓變電站穩定運行的強力保障。

5 狀態檢測系統的智能檢修技術

（1）設備狀態檢修技術分類。檢測超高壓變電站電氣設備的使用狀態，主要依據其使用過程中性能良莠的體現和使用時間與使用壽命的對照，狀態檢修過程大體上分為線上監測、故障診斷、檢修這三個步驟，通過這三個步驟的嚴格完成便可以實現對各類數據的全面檢測。

（2）一次、二次狀態檢修技術。超高壓變電站電氣設備有一次設備和二次設備之分，相應的設備檢修技術也分為一次設備檢修技術和二次設備檢修技術。一次設備狀態檢修技術主要是針對斷路器、GIS、變壓器等設備的監測。檢測并采集一次設備的溫度、壓力、密度等數據，實現對超高壓變電站電氣設備運行狀態的了解掌握，從而對多個設備實施實際有效的維護檢修，來提高設備的運行效率。二次設備狀態檢修技術括含了監控、繼電保護裝置和遠動裝置三部分，針對直流控制、信號系統、交流測量采樣、繼電保護裝置等進行監測。二次設備若是發生故障，會直接影響威脅一次設備的正常運行，甚至造成停電事故。

6 狀態檢測系統的實際應用

超高壓變電站狀態監測系統極大地提高了設備檢修維護的技術手段，且該技術的實施為超高壓變電站設備數據的采集和收集提供了便利，進一步的為設備管理模式更新奠定了基礎。超高壓設備是極其脆弱的，當設備在變電站運行一段時間后，會暴露許多潛在的隱患和各種不利于安全的因素。這時通過設備的運維人員調取設備的監測及維護的數據，再利用專業技術人員對數據進行處理，進以研判設備當前的運行狀態，提前預防或者采取及時有效的手段進行檢修。

超高壓變電站設備狀態檢測系統的范圍和目標。主要范圍是以各變電站配置的典型變電器為準，以正在運行的斷路器、隔離開關、GIS設備的運行狀態、設備的健康狀況為重點進行檢測，確保變電站設備的穩定運行。通過超高壓變電站設備狀態檢測系統，構建變電設備專業化聯合巡檢的常態化機制來督促良好單位變電設備狀態的維持，杜絕年久失修現象的出現。熟悉掌握超高壓變電站設備狀態檢測系統的應用，建立設備狀態趨勢圖，分析設備故障或異常的主要原因，針對各類緊急性問題提前建立問題處理預案。該系統對超高壓變電站設備的穩定運行狀態提供技術保證，為設備的檢修提供參照案本，認定出設備缺陷類型，并找出嚴重缺陷產生的原因，探索建立科學、合理的設備狀態信息數據庫，為設備的技術改造、運行維護提供詳細數據依據，提高綜合性管理水平。

7 結語

超高壓交流變電站設備狀態檢測系統的建立更新非常重要且必要。電氣設備在運用了大量新技術、新材料后，使超高壓變電設備水平總體提升。狀態檢測系統中檢修系統的建立使變電站設備的檢修和維護有了技術支持。該自動檢測系統的智能化使設備檢測人員從人工的慢效率，不同人員數據統計格式不統一等問題中解放，提高了檢測工作的效率，使人工干預的影響大大減弱。在超高壓交流變電站的設備狀態檢測系統的基礎上對設備管理模式進行的更新換代，不僅可以對變電設備進行全面的有側重點的專業化巡視檢查，查找現場設備存在的隱患、缺陷及評估設備狀態，更是為年度設備狀態檢修提供了決策基礎。

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[2]嚴淮,胡炎,邰能靈等．基于離群點檢測的超高壓變電站設備溫度監測告警方法,CN 104135074 B[P]．2016．