智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)探析

王峰

【摘要】隨著時(shí)代的進(jìn)步和社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，在電力系統(tǒng)中也開(kāi)始積極的應(yīng)用先進(jìn)技術(shù)，智能電網(wǎng)已經(jīng)成為重要的發(fā)展趨勢(shì)。智能電網(wǎng)對(duì)于智能變電站的發(fā)展，將會(huì)起到較大的推動(dòng)作用，我國(guó)智能變電站將一系列先進(jìn)可靠的智能化設(shè)備給應(yīng)用了過(guò)來(lái)，可以有效的采集、分析保護(hù)和控制信息。本文簡(jiǎn)要分析了智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；一次設(shè)備；在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)避雷器、變壓器等變電設(shè)備，本系統(tǒng)借鑒了原來(lái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、測(cè)量方式和測(cè)量原理，進(jìn)行了完善，將分層分布式的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和模塊化設(shè)計(jì)應(yīng)用過(guò)來(lái)，并且借助于總線控制技術(shù)原理，在較大程度上提升了系統(tǒng)測(cè)量的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性，并且有著更高的抗干擾性能，這樣工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)用要求就可以得到滿足，借助于專家診斷系統(tǒng)，可以科學(xué)的診斷和分析采集到的各種數(shù)據(jù)信息。

1、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)

我國(guó)電網(wǎng)將IEC61850作為檢測(cè)系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在智能化變電站的統(tǒng)一數(shù)據(jù)平臺(tái)中加入進(jìn)來(lái)。因此，在各類設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)的智能模塊建模中，采用的都是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，這樣就可以有效傳輸、整合和判斷全站各種設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。在變電站中，借助于間隔匯控柜來(lái)放置各個(gè)系統(tǒng)的通信模塊、電源、監(jiān)測(cè)單元和傳感器，依據(jù)電壓等級(jí)的不同實(shí)施區(qū)域來(lái)組合所有處于間隔狀態(tài)下的監(jiān)測(cè)匯控柜，并且在變電站保護(hù)室的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屏上匯總，然后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。

智能變電站的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)通常將分層分布式結(jié)構(gòu)給應(yīng)用過(guò)來(lái)，并且將現(xiàn)場(chǎng)采集單元和傳感器配備于過(guò)程層，一次設(shè)備的廠家直接在設(shè)備內(nèi)部安裝各類傳感器，而結(jié)合監(jiān)測(cè)功能來(lái)具體配置現(xiàn)場(chǎng)采集單元。

為了避免給站控層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備帶來(lái)負(fù)擔(dān)，或者是對(duì)站控系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生較大程度的影響，將一套單獨(dú)的綜合狀態(tài)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)置在站內(nèi)，本狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有一系列的功能，如故障診斷、故障報(bào)警以及采集存儲(chǔ)等，其中主要是對(duì)斷路器以及變壓器等主要一次設(shè)備的狀態(tài)信息進(jìn)行采集，這樣就可以監(jiān)測(cè)變電站的所有設(shè)備狀態(tài)，然后可視化顯示出來(lái)，同時(shí)還可以向狀態(tài)監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)主站上上傳，主站對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行分析，并且給出診斷結(jié)果。

2、智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的工作過(guò)程

狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是這樣工作的，各類傳感器實(shí)時(shí)采集不同電力功能元件的狀態(tài)信息，并且向現(xiàn)場(chǎng)采集單元傳輸，通常將現(xiàn)場(chǎng)采集單元安裝于變電站的監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)，對(duì)于監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器的自動(dòng)化是利用現(xiàn)場(chǎng)總線來(lái)實(shí)現(xiàn)的，并且可以實(shí)時(shí)通信，向系統(tǒng)中上傳相關(guān)的狀態(tài)參數(shù)。其中，監(jiān)測(cè)中心有效管理和控制各個(gè)監(jiān)測(cè)單元，同時(shí)，還需要采集和存儲(chǔ)各種狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，以此來(lái)有效的診斷和分析各個(gè)電力功能元件運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)融合相關(guān)數(shù)據(jù)，來(lái)對(duì)運(yùn)行和檢修管理的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行構(gòu)建，對(duì)于和監(jiān)控后臺(tái)的通信，則是借助于IEC61850協(xié)議來(lái)實(shí)現(xiàn)，然后將各個(gè)電力功能元件的狀態(tài)信息提供給運(yùn)行工作單元，并且及時(shí)預(yù)警可能會(huì)發(fā)生的各種故障。

整合過(guò)系統(tǒng)之后，全站的狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就可以看作為一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，本數(shù)據(jù)庫(kù)可以將全局的狀態(tài)信息顯示出來(lái)，并且發(fā)布設(shè)備的狀態(tài)信號(hào)，同時(shí)，還需要咨詢與管理設(shè)備運(yùn)行、檢修維護(hù)和故障診斷等諸多個(gè)方面。這樣就可以充分利用綜合化平臺(tái)上的各種數(shù)據(jù)，同時(shí)，將自動(dòng)化的系統(tǒng)提供給變電站，其中自動(dòng)化的系統(tǒng)報(bào)表不僅有保護(hù)動(dòng)作和開(kāi)關(guān)閉合方面的內(nèi)容，電力設(shè)備的各種狀態(tài)信息也是非常重要的方面，結(jié)合這些狀態(tài)信息，可以更加順利的開(kāi)展變電站各種設(shè)備的實(shí)時(shí)狀態(tài)預(yù)警分析工作。

3、智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目

一是氧化鋅避雷器以及容性設(shè)備絕緣的在線監(jiān)測(cè)：在線監(jiān)測(cè)氧化鋅避雷器，主要是借助于基波法，來(lái)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)110kV及以上的變電站內(nèi)的氧化鋅避雷器阻性電流和泄漏電流，這樣就可以掌握避雷器的工作狀況。其中基波法主要是借助于模擬濾波技術(shù)和數(shù)字濾波技術(shù)，對(duì)避雷器末屏所泄露的總電流中，將阻性電流基波部分給找出來(lái)并且采集，然后結(jié)合阻性電流，來(lái)判斷避雷器的絕緣狀況，這種方法可以有效減少電網(wǎng)受到的諧波干擾，并且將設(shè)備的實(shí)際狀況給真實(shí)反映出來(lái)。而容性設(shè)備絕緣的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)則是監(jiān)測(cè)110kV及以上的變電站內(nèi)各種電氣一次設(shè)備末屏所泄露的電流，通過(guò)分析和計(jì)算，對(duì)設(shè)備正常運(yùn)行狀況下的等值電容和相關(guān)的介質(zhì)損耗及變化率進(jìn)行獲取。本系統(tǒng)一般可以劃分為兩個(gè)組成部分，分別是數(shù)據(jù)采集單元和計(jì)算測(cè)量單元，數(shù)據(jù)采集單元主要由監(jiān)測(cè)終端和傳感器構(gòu)成。如果有問(wèn)題出現(xiàn)于任何一個(gè)監(jiān)測(cè)終端，不會(huì)影響到其他終端的正常運(yùn)行，然后終端向服務(wù)器傳輸各種數(shù)據(jù)，進(jìn)行分析、處理和保存，最后在MIS網(wǎng)中接入。

二是無(wú)線測(cè)溫系統(tǒng)：本系統(tǒng)主要是在一些容易受到高電磁干擾的環(huán)境中應(yīng)用，本系統(tǒng)包括無(wú)線接收基站和無(wú)線溫度傳感器等組成部分，借助于Zigbee技術(shù)，促使溫度測(cè)量的網(wǎng)絡(luò)化得到實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)可以支持比較多的無(wú)線傳感器，并且有著較強(qiáng)的抗干擾能力，可以監(jiān)測(cè)高壓母線和開(kāi)關(guān)運(yùn)行的溫度，并且非接觸的溫度測(cè)量也可以實(shí)現(xiàn)。

三是變壓器的在線監(jiān)測(cè)：變壓器的在線監(jiān)測(cè)主要是紅外線監(jiān)測(cè)接頭溫度，在線監(jiān)測(cè)變壓器溫度等等。變壓器油色譜氣體的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，指的是將色譜分析的原理給應(yīng)用過(guò)來(lái)，將傳感器輸出信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，然后向狀態(tài)監(jiān)測(cè)的服務(wù)器進(jìn)行傳輸。此外還有主變鐵芯電流在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。

4、在線監(jiān)測(cè)裝置的選擇原則

在對(duì)在線裝置進(jìn)行選取時(shí)，需要依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行，并且遵循相關(guān)的原則；選取的在線監(jiān)測(cè)裝置，和被監(jiān)測(cè)的設(shè)備相比，有著更大的可靠性和使用壽命。選取的在線監(jiān)測(cè)設(shè)備應(yīng)該將一些導(dǎo)致電力設(shè)備容易出現(xiàn)故障的狀態(tài)量作為監(jiān)測(cè)量，比如說(shuō)利用避雷器來(lái)監(jiān)測(cè)泄露電流等。還需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)重要的負(fù)荷間隔，比如說(shuō)對(duì)超高壓、高壓局放進(jìn)行全面監(jiān)測(cè)時(shí)，設(shè)置的監(jiān)測(cè)點(diǎn)就需要達(dá)到上百個(gè)，需要比較高的成本。部分位置不太容易出現(xiàn)絕緣故障，那么就可以將少數(shù)的盆式的絕緣子給應(yīng)用過(guò)來(lái)。要適當(dāng)控制測(cè)量精度，如果有著較高的測(cè)量精度，那么就會(huì)不斷增加成本，比如在線監(jiān)測(cè)母線溫度時(shí)，監(jiān)測(cè)的精度保證在1度以內(nèi)就可以了。

結(jié) 語(yǔ)

通過(guò)上文的敘述分析我們可以得知，隨著時(shí)代的進(jìn)步和發(fā)展，如今智能化變電站獲得了飛速進(jìn)步，那么就需要在線監(jiān)測(cè)變電站一次設(shè)備，促使電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和可靠性得到保證；在電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)直接受到各種一次設(shè)備的影響，那么通過(guò)在線監(jiān)測(cè)，就可以實(shí)時(shí)管理和分析一次設(shè)備的各種運(yùn)行數(shù)據(jù)，促使電網(wǎng)更加安全穩(wěn)定的運(yùn)行，電力企業(yè)也可以獲得更好更快的發(fā)展。本文簡(jiǎn)要分析了智能變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，希望可以提供一些有價(jià)值的參考意見(jiàn)。

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