智能變電站設(shè)備診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

楊志勇

摘 要：目的 探討與分析智能變電站設(shè)備診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)在智能變電站建設(shè)與設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控中的作用，研究智能變電站電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成。方法 通過(guò)對(duì)智能變電站電力設(shè)備監(jiān)測(cè)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)，并列舉相關(guān)的診斷實(shí)例，分析設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)設(shè)備診斷的意義。結(jié)果 變電站設(shè)備的智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)是變電站實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化信息共享的基本條件，同時(shí)也是其實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、開展在線分析、協(xié)同互動(dòng)、為其決策提供依據(jù)的必要準(zhǔn)備。不僅能夠及時(shí)掌握電力設(shè)備的運(yùn)行狀況，同樣也是對(duì)設(shè)備進(jìn)行綜合診斷的依據(jù)。它是智能變電站構(gòu)建的基礎(chǔ)技術(shù)支撐。結(jié)論 在電網(wǎng)設(shè)備中引入較為成熟的監(jiān)測(cè)技術(shù)，是提高智能設(shè)備監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性與有效性的關(guān)鍵。

關(guān)鍵詞：變電站 設(shè)備 診斷 狀態(tài)監(jiān)測(cè) 設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）06（c）-0020-02

變電站是智能電網(wǎng)的重要構(gòu)成部分，目前已在智能變電站建設(shè)領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。對(duì)變電站設(shè)備的智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要是指應(yīng)用現(xiàn)代化的數(shù)據(jù)化信息系統(tǒng)，以網(wǎng)絡(luò)化的通訊平臺(tái)作為媒介，同時(shí)將信息共享標(biāo)準(zhǔn)作為要求，來(lái)實(shí)現(xiàn)信息采集、控制、監(jiān)測(cè)、保護(hù)等功能的設(shè)施[1]。它能夠?qū)﹄娋W(wǎng)實(shí)施靈活化的控制，并提供在線決策，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度與變電站的互動(dòng)。它是確保電力設(shè)備正常運(yùn)作的關(guān)鍵，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)智能監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)[2]。對(duì)電力設(shè)備進(jìn)行智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)同樣能夠?yàn)殡娏υO(shè)備故障診斷提供依據(jù)[3]。

1 智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要構(gòu)成

對(duì)電力設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)主要依賴網(wǎng)絡(luò)及傳感技術(shù)，通過(guò)在較短時(shí)間內(nèi)獲取電力設(shè)施的特征參數(shù)，并通過(guò)計(jì)算機(jī)軟件實(shí)施分析與處理，迅速對(duì)設(shè)備的可靠性與安全性做出評(píng)估與診斷，預(yù)估設(shè)備的使用壽命，為及早發(fā)現(xiàn)設(shè)備的潛在故障提供條件，進(jìn)而提高電力設(shè)備供電的安全性與可靠性[4]。開展電力設(shè)備的智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)是降低設(shè)備故障率的關(guān)鍵。雖然變電站電力設(shè)施種類較多，且結(jié)果類型不一，但建立狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)必須歷經(jīng)3個(gè)主要步驟。即采集電力設(shè)備的數(shù)據(jù)信號(hào)，傳輸數(shù)據(jù)內(nèi)容，診斷與處理數(shù)據(jù)信息。

一般變電站內(nèi)部電磁環(huán)境相對(duì)來(lái)說(shuō)比較復(fù)雜，在采集信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中同樣可能受到外界環(huán)境的干擾，導(dǎo)致信號(hào)失真[5]。因此，為避免模擬信號(hào)在傳輸過(guò)程中的失真問(wèn)題，現(xiàn)提倡將現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)應(yīng)用于智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)中，實(shí)施模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，并對(duì)主機(jī)實(shí)施連續(xù)性監(jiān)測(cè)與處理。通常智能變電站主要由3層結(jié)構(gòu)組成，包括過(guò)程層、間隔層與站控層。采取模塊式的設(shè)計(jì)技術(shù)與現(xiàn)場(chǎng)總線的控制技術(shù)。對(duì)變電站的通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分層設(shè)定。在變電站內(nèi)部安裝相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理與采集系統(tǒng)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷與分析，并經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)反饋至數(shù)據(jù)管理及診斷系統(tǒng)中，對(duì)變電站的電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。應(yīng)用總線式的結(jié)構(gòu)，靈活性較強(qiáng)，在加入或撤除監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)，無(wú)需改變整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，僅需增加對(duì)應(yīng)的智能組件即可，在一定程度上減輕了主機(jī)的負(fù)荷，且系統(tǒng)具備較強(qiáng)的開放性，同時(shí)可提高監(jiān)測(cè)的可信度。

2 智能變電站設(shè)備診斷、狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

智能變電站電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屬于大型的跨系統(tǒng)、跨部門的綜合性信息管理體系。以某地供電公司智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)體系為例，其涉及到的部門不僅包含生產(chǎn)部、技術(shù)部、調(diào)控中心，同樣包括監(jiān)控中心、安全管理中心等，設(shè)計(jì)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制系統(tǒng)（SCADA）、網(wǎng)元管理系統(tǒng)（EMS）、測(cè)試和檢驗(yàn)系統(tǒng)（PMI）等[6]，系統(tǒng)設(shè)計(jì)所需裝置包括斷路器監(jiān)測(cè)設(shè)備、變壓器綜合管理平臺(tái)、地理信息系統(tǒng)監(jiān)測(cè)裝置與避雷裝置等。因此，在對(duì)智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須綜合考慮各系統(tǒng)之間的聯(lián)系與模塊之間的集成。

一般智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括3個(gè)部分，其一，就地部分，它包括變壓器測(cè)試智能組件，主要對(duì)環(huán)境溫度、電流、氣體、套管介質(zhì)及電容量、油位等方面實(shí)施監(jiān)測(cè)；地理信息監(jiān)測(cè)智能組件則主要是對(duì)局部放電情況實(shí)施監(jiān)測(cè)；同樣還包含容性設(shè)備監(jiān)測(cè)智能組件，來(lái)對(duì)避雷設(shè)施、電流互感器、電容式電壓互感器與耦合電容器進(jìn)行監(jiān)測(cè)。其二，則為站內(nèi)控制室，它主要負(fù)責(zé)設(shè)備狀態(tài)信息的建模與接入，包含一體化的信息平臺(tái)、站控層交換機(jī)與站端狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)平臺(tái)。其三，則為站外部分，主要由遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)綜合平臺(tái)構(gòu)成，負(fù)責(zé)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與反饋。智能變電站電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要遵循站內(nèi)共享與集成的原則，加入設(shè)備狀態(tài)信息與動(dòng)態(tài)操控系統(tǒng)等。在變電站內(nèi)部發(fā)生事故時(shí)，狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)將會(huì)自動(dòng)觸發(fā)警報(bào)，并彈出相關(guān)的提示與事故信息，同時(shí)迅速生成故障推理模型，為變電站的信息處理提供依據(jù)。

3 結(jié)語(yǔ)

當(dāng)前我國(guó)變電設(shè)備智能狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)尚且處于起步階段，為提高狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，還需在電網(wǎng)設(shè)備中引入較為成熟的監(jiān)測(cè)技術(shù)，以提高智能設(shè)備監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性與有效性。同時(shí)還需將傳統(tǒng)二次技術(shù)與智能設(shè)備的一次狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)兩者的融合溝通，保障信息的共享與溝通，保障設(shè)備運(yùn)行操作的可靠性。另外，還需開發(fā)智能變電站設(shè)備的綜合分析系統(tǒng)，開發(fā)故障診斷、系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)、設(shè)備運(yùn)行壽命評(píng)估等應(yīng)用，提升設(shè)備診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性，進(jìn)而優(yōu)化其智能水平。除此之外，還需強(qiáng)化對(duì)智能變電站設(shè)備入網(wǎng)的檢查與測(cè)定工作。建立完善的入網(wǎng)監(jiān)測(cè)制度，定期開展檢定工作，提高系統(tǒng)的專業(yè)性，以提高系統(tǒng)的設(shè)計(jì)水平，優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量，最終達(dá)到提高設(shè)備智能化水平的目的，為智能變電站設(shè)備診斷與狀態(tài)監(jiān)測(cè)提供依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 金逸，劉偉，查顯光，等.智能變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)及應(yīng)用[J].江蘇電機(jī)工程，2012，31（2）：12-15.

[2] 王碩.關(guān)于智能變電站一次設(shè)備相應(yīng)狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)的分析[J].中國(guó)科技縱橫，2013（13）：113-114.

[3] 黃新波，王列華，唐書霞，等.智能變電站開關(guān)柜綜合狀態(tài)監(jiān)測(cè)IED設(shè)計(jì)[J].中國(guó)電力，2014，47（2）：84-89.

[4] 郭寧輝，秦立軍.變電站一次設(shè)備智能診斷技術(shù)及高級(jí)應(yīng)用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2012（17）：124-125.

[5] 黃文灝，余建華.變電設(shè)備一次監(jiān)測(cè)與二次監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)及使用[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013（14）：92-93.

[6] 王宏，黃新波，王紅亮，等.智能變電站金屬氧化物避雷器在線監(jiān)測(cè)智能電子設(shè)備的設(shè)計(jì)[J].廣東電力，2012（8）：80-85.