特高壓變電站在線監(jiān)測系統(tǒng)的實踐

楊愷晉 程曉君

【摘? 要】隨著我國近年來電力行業(yè)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)運行的安全性監(jiān)測能夠為電力系統(tǒng)的安全運行提供可靠保證。由于現(xiàn)階段我國電網(wǎng)系統(tǒng)跨度較大且基礎(chǔ)設(shè)施較為薄弱，因而對變電站設(shè)備進行有效系統(tǒng)的在線監(jiān)測就顯得于分重要。特別是在電子信息時代的背景下，以先進的科學(xué)技術(shù)手段為基礎(chǔ)，在線監(jiān)測變電站設(shè)備，這不僅僅是電力系統(tǒng)安全運行的前提，也是我國電網(wǎng)改造建設(shè)的主要方向。所以，在電力系統(tǒng)的實際建設(shè)和發(fā)展過程中，應(yīng)實現(xiàn)在線監(jiān)測平臺的建立和完善，利用在線監(jiān)測手段來對變電站設(shè)備電氣檢修工作中存在的問題進行有效彌補，從而有助于電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性和安全性的提高。

【關(guān)鍵詞】特高壓;變電站;在線監(jiān)測

1 在線監(jiān)測系統(tǒng)的具體概念

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，我國的電網(wǎng)容量不斷地增大，一些高壓電氣設(shè)備不斷的被制造出來，這就使得傳統(tǒng)的電力試驗已經(jīng)無法完全的滿足電網(wǎng)的正常運行的要求。同時由于一些高壓設(shè)備也在不斷的老化的過程中，在某種情況下，一般的預(yù)防性試驗已經(jīng)無法真正的發(fā)現(xiàn)整個電力設(shè)備存在的隱性缺陷。因此，建立起在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)μ馗邏鹤冸娬具M行實時的、準確的、長時間的檢測，而且還不會影響整個電氣設(shè)備的運行活動，在此基礎(chǔ)上還會對變電站內(nèi)部的電氣設(shè)備整體的絕緣老化趨勢等進行一定的評估與判斷。就目前來講，我國的高壓電氣設(shè)備的在對絕緣方面進行在線監(jiān)測的主要方式是絕緣油的在線色譜分析方交流電泄露電流方法、電介質(zhì)損耗角正切法、以及局部放電與放電位置監(jiān)測法等。

2 在線監(jiān)測技術(shù)

（一）智能傳感器技術(shù)

智能傳感器技術(shù)最早是由美國宇航局提出的，用于處理宇宙飛船觀測到的大量的空間數(shù)據(jù)。它已經(jīng)從過去的單一化向集成化、微型化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并隨著無線通信技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)概念的提出和發(fā)展越來越受到關(guān)注。

智能傳感器在傳統(tǒng)傳感器基礎(chǔ)上集成了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及多傳感器信息融合等新技術(shù)，是智能一次設(shè)備狀態(tài)信息獲取的源頭，可以實現(xiàn)所采集數(shù)據(jù)的傳輸、存儲、自我分析、關(guān)聯(lián)關(guān)系的自我判斷等功能。傳統(tǒng)傳感器以機電測量為基礎(chǔ)，有易受電磁干擾、靈敏度低、絕緣性能差、可靠性低等缺點。而智能傳感器通過軟件技術(shù)實現(xiàn)高精度的信息采集，促進了測量技術(shù)的進步;具有一定的自動編程能力，解決了數(shù)據(jù)不穩(wěn)定、信息采集可行性問題;性價比高，易于安裝與維護;集成度高、體積小，能有效防止破壞，電磁兼容性良好，易于實現(xiàn)故障診斷，為電網(wǎng)的故障診斷提供理論基礎(chǔ);同時具有實現(xiàn)智能數(shù)據(jù)交換與遠程控制的軟硬件，是實現(xiàn)智能一次設(shè)備在線監(jiān)測的核心技術(shù)。

（二）智能信息處理技術(shù)

智能信息處理技術(shù)是將不完整、不精確、不確定的知識和信息進行處理的過程與方法，知識獲取與數(shù)據(jù)挖掘是實現(xiàn)信息智能處理的關(guān)鍵手段。隨著多數(shù)據(jù)源在電力系統(tǒng)中的廣泛使用，數(shù)據(jù)的獲取越來越便捷，信息量大幅度增長，在提高電網(wǎng)在線監(jiān)測與診斷的同時又加重了數(shù)據(jù)處理的負擔(dān)，數(shù)據(jù)挖掘通過信息描述、關(guān)聯(lián)關(guān)系分析以及歷史數(shù)據(jù)的聚類分析和偏差分析為智能設(shè)備的在線監(jiān)測提供可靠、準確的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

智能信息處理技術(shù)最早應(yīng)用于醫(yī)用CT機的圖像處理以及智能測量儀器等高自動化監(jiān)測設(shè)備中。目前隨著計算機技術(shù)和信號處理技術(shù)的發(fā)展，智能信息處理技術(shù)中的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊集、粗糙集、信息融合等技術(shù)應(yīng)用于電網(wǎng)故障診斷領(lǐng)域，用于解決不確定信息的問題。此外，智能信息處理技術(shù)在解決互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)阻塞問題、智能交通系統(tǒng)的車輛自動化管理等方面得到廣泛應(yīng)用。

（三）數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)

信息傳遞的實時性與準確性是設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)的重要基礎(chǔ)。目前隨著WAMS在電力系統(tǒng)的廣泛使用，更多帶有準確時標(biāo)的量測數(shù)據(jù)可以為在線監(jiān)測系統(tǒng)使用，但這要求通信系統(tǒng)具有高可靠性、低誤碼率以及良好的魯棒性和冗余性。其技術(shù)要求具體包括：支持保護和控制信息的高速、實時通信;支持電力系統(tǒng)中應(yīng)用的寬帶網(wǎng);能夠訪問所有的一次設(shè)備以及在部分網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障時能夠持續(xù)工作。

目前數(shù)據(jù)傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)主要采用光纖通信、無線通信或者兩者結(jié)合的方式組建，實現(xiàn)在線監(jiān)測系統(tǒng)與設(shè)備之間信息的傳遞。光纖通信可選擇以太網(wǎng)無源光網(wǎng)絡(luò)技術(shù)組網(wǎng)，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)的傳遞和信息的綜合;無線專網(wǎng)將無線接入點接入最近的光網(wǎng)絡(luò)單元，負責(zé)在線監(jiān)測裝置與無線接入點之間的通信。

3 特高壓變電站絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

隨著變電站自動化技術(shù)的發(fā)展，通過豐富的通信手段，絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)可以將變電站內(nèi)所有在線監(jiān)測設(shè)備所采集的絕緣特性測量值綜合到變電站絕緣在線監(jiān)測工作站內(nèi)，并對數(shù)據(jù)提供綜合瀏覽、存儲及分析服務(wù)，從而更全面地掌握變電站內(nèi)電氣設(shè)備的運行狀況。

變電站的各種在線測量裝置采集現(xiàn)場狀態(tài)量后，分別通過各種通信方式與1 000 kV繼電器小室的NSC300通信控制器通信，由NSC300通信控制單元對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行規(guī)約轉(zhuǎn)換，然后上送站控層絕緣在線監(jiān)測工作站，由工作站完成對數(shù)據(jù)的處理和顯示。絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)單獨組網(wǎng)，與變電站自動化監(jiān)控系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)彼此獨立。

4 特高壓變電站的在線監(jiān)測系統(tǒng)在實踐過程中的主要功能

第一，在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)該能夠準確的測量出避雷裝置在運行的過程中的阻容性電流的變化情況，并且精確的掌握其內(nèi)部絕緣部分的受潮情況以及閥片的老化情況。

第二，實時的監(jiān)測電壓互感器、電流互感器以及耦合電容器等設(shè)備是否存在著泄露電流的現(xiàn)象，切實地掌握設(shè)備內(nèi)部的老化以及受潮的情況，防止由于此類情況的原因從而導(dǎo)致變電站運行受阻。

第三，系統(tǒng)可以從測量充油設(shè)備的絕緣油內(nèi)部的可燃性氣體是否發(fā)生變化，保證可燃性氣體存在的安全性，還能夠掌握整個充油設(shè)備的內(nèi)部是否出現(xiàn)過熱湖綜合的放電的現(xiàn)象，如果通過在線監(jiān)測系統(tǒng)監(jiān)測出此類問題，就需要維修人員第一時間對其進行維修的與保養(yǎng)，防止事故的發(fā)生。

第四，檢測信號在傳輸時的質(zhì)量是否過關(guān)，要保證信號的傳輸過程中不會受到其他信號對其產(chǎn)生的干擾，不會發(fā)生失真的現(xiàn)象，并且防止此信號對附近其他信號產(chǎn)生的影響。

第五，在線監(jiān)測系統(tǒng)具有專家分析功能，它對于一些數(shù)據(jù)具有分析的功能。能夠智能化的判斷出整個設(shè)備內(nèi)部的絕緣狀態(tài)是否正常，相關(guān)的絕緣設(shè)備是否存在著問題。

第六，在線監(jiān)測系統(tǒng)還能夠?qū)?shù)據(jù)進行系統(tǒng)的分析，還可以將數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)平臺與遠程輸送等方式，最終實現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享。

5 結(jié)語

特高壓變電站中的在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠準確的、及時的反映出整個電力設(shè)備的內(nèi)部絕緣狀態(tài)的整體變化情況，對我國電網(wǎng)的正常發(fā)展有著十分重要的意義，而且在線監(jiān)測系統(tǒng)還是我國的供電企業(yè)在實行狀態(tài)檢修時的唯一的技術(shù)手段。因此，在我國要大幅度的推廣特高壓變電站的在線監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用，從而更好的積累監(jiān)測經(jīng)驗，從而推動變電站整體的快速發(fā)展，創(chuàng)造出更大的利益。

參考文獻：

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（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司檢修分公司）