變電站信息化改進探討

胡佳

摘要：當前電氣設備的制造水平越來越高，設備故障率大幅降低，但是對于大型企業來講，要想發揮資產運行的最高效益，那么就需要設備長周期運行。設備長周期運行，該如何掌握電氣設備劣化情況，如何獲得電氣設備劣化曲線信息，提前發現電氣設備隱患，做到預判式隔離處理，保證電氣設備安全穩定運行是我們面臨的問題。本文從變電站監控后臺信息優化、110kVGIS六氟化硫氣體密度壓力、微水在線監測、變壓器油在線監測、重要電氣設備在線測溫監測診斷、視頻監控聯動功能等幾方面，探討變電站電氣設備信息化改進工作，從而實現對變電站電氣設備進行數據采集、實時顯示、診斷分析、故障報警等功能，并在設備故障發生前及設備性能降低到不能允許的極限前，實現狀態檢修。這樣既可以節省大量的人力物力，又能提高電氣設備的利用率和可靠性。

關鍵字：電氣設備;監控系統;在線監測;視頻監控聯動;在線測溫診斷

1. 概述

變電站是大型企業中的動力核心，在建成投運后，會保持長周期運行，而如何保證企業電氣設備的安全穩定運行是我們目前面臨的迫切問題。雖然當前電氣設備的制造水平越來越高，更安全、更信息化的電氣設備也越來越多，設備的更新換代也越來越快。但對于已投運的變電站來說徹底的改造或更新設備是不太現實的。那怎樣在變電站現有的電氣設備上進行改進，保證這些電氣設備優質運行，監控設備老化情況，提前發現隱患預警信息，做到及時隔離、處理，保證供電系統穩定運行，就顯得相當重要。2. 110kV GIS設備SF6密度、微水傳感器在線監測系統

GIS設備的所有帶電部分被金屬外殼所包圍，外殼采用銅排接地，GIS各氣室內部充有一定壓力的SF6氣體，以SF6氣體作為與外殼之間的絕緣介質。SF6氣體是一種絕緣強度很高的氣體，SF6在0.1MPa時絕緣強度是空氣的3倍，但SF6作為絕緣介質，對其密度是有要求的，如我站110kVGIS斷路器氣室SF6壓力要求為0.52MPa，低于0.45MPa時告警，低于0.4MPa時閉鎖操作。

現在大多數GIS設備存在下列缺點：

（1）大多數GIS設備只能就地查看SF6氣體密度表壓力數據;

（2）SF6氣體微水含量只有到就地才能測量，測量時易導致密度不足，需要補充SF6氣體;

（3）主控后臺無法實時監測，氣室內壓力出現異常和達到臨界值時不能提前發現，當開關氣室內壓力降到報警值和閉鎖值值班員才能發現。

結合現場實際情況，目前可以對現有的GIS設備SF6氣體密度壓力表進行改進，將原有的只有報警和閉鎖節點的密度表更換為可以監測SF6氣體微水、壓力、溫度的綜合監測器。每套監測器自帶地址或者可設置地址，通過RS-485等數據通訊方式，將數據信息上傳至監控后臺，經過后臺監控軟件分析出結果。

經過上述改進后，運行人員能在監控后臺實時查看各個斷路器、隔離開關氣室的SF6密度和微水含量實時數據，還可以追蹤歷史趨勢，判斷設備劣化情況，達到提前發現設備故障隱患，消除斷路器、隔離開關等氣室漏點的目的。保證GIS設備的長周期穩定運行同時也實現了GIS設備SF6零泄漏。

3.變壓器油在線分析系統

變壓器是供電系統的核心設備，用于電能的轉換。在電力行業中，變壓器檢修目前實行計劃檢修制度，按照電力設備預防性試驗規程，按期進行計劃檢修。而計劃檢修不可避免會存在檢修過剩或檢修不足的問題。例如，過去變壓器油檢測通常使用變壓器油采樣送實驗室檢測，當前隨著科學技術的發展，采用在線油品綜合分析系統可以有效避免這些問題，并最終實現變壓器的狀態檢修[1]。

根據變壓器絕緣油中故障特征氣體的成分、含量及其增長率來判斷變壓器內部潛伏性故障的方法——油中氣體分析法，得到國內外普遍認可。此方法能實時監測變壓器油中氣體成分、含量，同時也可以監測變壓器油微水含量，并且將采集的數據生成趨勢畫面，有利于設備管理人員對變壓器高能量放電故障或者高熱故障的判斷，做到變壓器的狀態檢修，提高了效率并保證供電系統的穩定運行。

4. 電氣設備在線測溫監測技術

變電站電氣設備的發熱故障是電力系統中非常重要的安全隱患，具有非常大的危害，要確保電力系統的安全穩定地運行就必須解決電氣設備的發熱問題。另外，及時的檢測出電氣設備的發熱故障，對發熱故障及時的采取修復措施，使之在最初階段消失，可以確保供電系統能夠長時間安全運行，同時也能顯著降低維護和維修成本，避免因為突然停電而造成損失。

在變電站電氣設備上使用紅外熱成像在線測溫監測技術將徹底克服傳統的測溫困難，具有在線、覆蓋設備范圍廣、自動巡檢、精確測溫、智能分析、受環境及人員技能影響小等特點，為高電壓設備的狀態檢修、安全運行監測提供了良好的應用手段;能及時發現電氣設備熱故障源，可以有效的避免重大事故的發生，是保證電氣設備穩定運行的有效辦法。

紅外熱成像在線測溫診斷系統可將紅外熱成像測溫儀與普通可見光攝像系統有機結合，可精準地實現對電氣設備的在線式溫度監測，并具備自動巡檢、自動預警、遠程控制、手動測溫等功能。結合圖像監控、信息巡視系統，可實現電氣設備熱故障診斷。

以上對電氣設備的精準測溫可以確保提前發現隱患，做到預警式的檢修。

5. 變電站視頻監控聯動功能

變電站視頻監控系統是變電站安防重要的組成之一，對于變電站的環境及設備的運行狀況進行監控、記錄，以便監測外部環境，防火防盜，給出一系列相關的視頻和圖像資料供參考[2]。同時可以用于操作、檢修的遠方監護。

變電站視頻監控系統的功能有很多，我們這里重點討論視頻聯動功能。

電力視頻監控系統可以與其它系統進行結合，如電氣監控后臺、火災報警系統、安防門禁系統等。如：電氣監控后臺告警，一臺變壓器故障跳閘，在電氣監控后臺界面開關變位告警的同時，可以彈出視頻聯動監控故障變壓器、變壓器的上下開關設備等，視頻監控根據電子地圖第一時間將監控畫面切過去，并保存錄像，可以讓運行人員及時判斷故障情況，做出正確的應急操作，保證安全供電。

總之，變電站視頻監控系統可以實現視頻監控與電力監控系統的完美融合，實現視頻監控服務器的信息和電氣SCADA服務器進行通訊，實現變電站報警信息的聯動。將帶來管理觀念、管理方式的巨大變革，可以更好的服務于企業的發展。

6. 結束語

在線監測系統不但本身故障少，而且能夠及時準確地發現變電站內主設備的缺陷，為設備的安全穩定運行發揮了積極作用[3]。變電站信息化改進，對于在役變電站電氣設備信息化改進工作來講，不但要考慮如何改進電氣設備的信息化功能，還要考慮新接入信息化系統和原有系統（如電氣監控系統）的兼容問題，更要充分考慮變更風險，需要進行全面評估。對于新建變電站，在設計階段就應該全方位的考慮變電站的信息化建設。

參考文獻

[1]李紅雷，劉先勇，周方潔，胡勁松，性能可靠的變壓器色譜在線監測系統[J]， 中國電工技術學會，2006（4）：140-143

[2]李洪兵，變電站監控系統在電力調度的應用探討[J]， 科技創新與應用，2016（33）：160

[3]郭凱軍，孫波，郭碧翔，變電所電氣設備在線監測[J]，中國電力教育，2010（6）：345-346