基于多參量智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用

劉明遠(yuǎn)，翟立新，陳 偉

（國(guó)網(wǎng)北京市電力公司平谷供電公司，北京 平谷 101200）

目前僅通過(guò)日常巡視、測(cè)溫等手段對(duì)變電設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)，無(wú)法實(shí)時(shí)、全面、快速反映一次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的其他關(guān)鍵信息（如絕緣狀態(tài)、設(shè)備內(nèi)部放電狀態(tài)、溫濕度等）。為進(jìn)一步加強(qiáng)狀態(tài)評(píng)價(jià)工作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)智能管控，須加裝傳感器、數(shù)據(jù)采集裝置及后臺(tái)系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備溫度、濕度、圖像、局放等信號(hào)，保證能迅速發(fā)現(xiàn)、消除缺陷，有效降低變電設(shè)備停運(yùn)率，提高設(shè)備安全可靠運(yùn)行。

1 多參量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

對(duì)110 kV 變壓器及GⅠS 室加裝多參量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)變壓器及GⅠS 的全面狀態(tài)監(jiān)測(cè)。其中110 kV變壓器室安裝了多參量智能感知終端、高頻電流局放智能傳感器；110 kV GⅠS 室安裝了多參量智能感知終端、高頻電流局放智能傳感器、特高頻局放智能傳感器；在主控室安裝系統(tǒng)集成服務(wù)器和系統(tǒng)操作平臺(tái)。其多參量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 多參量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

2 應(yīng)用效果

多參量智能在線監(jiān)測(cè)終端采用非接觸式方式，對(duì)設(shè)備關(guān)鍵狀態(tài)參量進(jìn)行全面感知，加載人工智能算法，實(shí)現(xiàn)邊緣計(jì)算，利用系統(tǒng)自動(dòng)完成預(yù)警以及診斷等工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電設(shè)備與設(shè)備工作環(huán)境的全天候、全時(shí)段、全方位的監(jiān)測(cè)，替代運(yùn)行人員完成狀態(tài)連續(xù)監(jiān)控、缺陷監(jiān)測(cè)預(yù)警和巡檢環(huán)境評(píng)估等巡視工作，有效解決傳統(tǒng)巡視模式的弊端，提高變電設(shè)備的智能運(yùn)維水平，為變電設(shè)備物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供有效的技術(shù)手段和解決方案。

對(duì)110 kV 盤(pán)峰變電站安裝多參量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其現(xiàn)場(chǎng)如圖2所示。

圖2 110 kV盤(pán)峰變電站安裝多參量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

為驗(yàn)證系統(tǒng)應(yīng)用效果，選取GⅠS、3號(hào)變?yōu)殛P(guān)鍵主設(shè)備區(qū)域的監(jiān)測(cè)裝置，進(jìn)行持續(xù)的數(shù)據(jù)跟蹤。

2.1 GIS室

可見(jiàn)光紅外圖像監(jiān)測(cè)。110 kV GⅠS 室被測(cè)區(qū)域最高溫度為27.1 ℃，被監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行溫度正常。

局部放電監(jiān)測(cè)。根據(jù)110 kV GⅠS 室設(shè)備局放監(jiān)測(cè)曲線圖（放電峰值：781 mV，放電均值：635 mV），根據(jù)PRPS/PRPD圖譜智能分析，被監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，無(wú)絕緣異?，F(xiàn)象發(fā)生。

溫濕度監(jiān)測(cè)。110 kV GⅠS 室被測(cè)設(shè)備環(huán)境溫度約為19.06 ℃，相對(duì)濕度為41.23%，被監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境正常。

2.2 主變

可見(jiàn)光紅外圖像監(jiān)測(cè)。110 kV 3 號(hào)主變室被測(cè)區(qū)域最高溫33.8 ℃，被監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行溫度正常。

局部放電監(jiān)測(cè)。得到110 kV GⅠS 室設(shè)備局放監(jiān)測(cè)曲線圖（放電峰值：988 mV，放電均值：735 mV），根據(jù)PRPS/PRPD圖譜智能分析，被監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)正常，無(wú)絕緣異常現(xiàn)象發(fā)生。

溫濕度監(jiān)測(cè)。110 kV 3 號(hào)變壓器室被測(cè)設(shè)備環(huán)境溫度約為22.04 ℃，相對(duì)濕度為42.15%，被監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行環(huán)境正常。

高頻電流局部放電傳感器。傳感器安裝在3 號(hào)主變的鐵芯夾件接地線上，自裝置投運(yùn)后，有3 次歷史報(bào)警，特將其圖譜數(shù)據(jù)導(dǎo)出，進(jìn)行人工分析，以驗(yàn)證高頻局部放電告警功能準(zhǔn)確性。

第一次：由圖3～4所示可知，系統(tǒng)判定為外部干擾。雖然在交流正弦的正負(fù)半周均有放電情況產(chǎn)生，但幅值強(qiáng)度差異較大，且放電信號(hào)的相位分布較為分散，并且通過(guò)查看該時(shí)間點(diǎn)前后的其他采樣結(jié)果，并未出現(xiàn)類(lèi)似的局放波形。因此可以認(rèn)定為外部干擾。

圖3 第一次報(bào)警高頻局放圖譜

圖4 第一次報(bào)警系統(tǒng)分析結(jié)果

第二次：由圖5～6所示可知，系統(tǒng)判定為外部干擾。從PRPD 圖譜來(lái)看，只在交流正弦的正半周期有放電情況產(chǎn)生，極性較強(qiáng)。該特點(diǎn)不屬于任何一種典型的放電類(lèi)型。通過(guò)查看該時(shí)間點(diǎn)前后的其他采樣結(jié)果，并未出現(xiàn)類(lèi)似的局放波形，因此可以認(rèn)定為干擾信號(hào)。

圖5 第二次報(bào)警高頻局放圖譜

圖6 第二次報(bào)警系統(tǒng)分析結(jié)果

第三次：由圖7～8所示可知，屬于間歇性顆粒放電，放電次數(shù)少，放電幅值信號(hào)無(wú)明顯規(guī)律。異常數(shù)據(jù)不具備持續(xù)性，建議長(zhǎng)期關(guān)注該站設(shè)備檢測(cè)數(shù)據(jù)。

圖7 第三次報(bào)警高頻局放圖譜

圖8 第三次報(bào)警系統(tǒng)分析結(jié)果

3 效益分析

安全效益。通過(guò)應(yīng)用多參量在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，提高了變壓器、GⅠS等電力設(shè)備日常狀態(tài)的監(jiān)測(cè)效率，運(yùn)用無(wú)線傳輸技術(shù)，可嵌入變電設(shè)備精益化管控平臺(tái)，可作為監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)智能分析的有效手段，實(shí)現(xiàn)缺陷及故障診斷、運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估與預(yù)測(cè)的全壽命周期管理。

生產(chǎn)效益。加裝集成感知終端與無(wú)源無(wú)線智能傳感器，能夠有效避免因缺乏智能分析技術(shù)不能對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)、準(zhǔn)確地處理和診斷等而造成的設(shè)備故障誤判漏判等問(wèn)題。很大程度上降低電力設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本，提高電力設(shè)備運(yùn)行的生產(chǎn)效益。

社會(huì)效益。結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等信息技術(shù)，對(duì)可見(jiàn)光圖像、紅外熱像、局部放電、聲音、溫濕度等設(shè)備關(guān)鍵狀態(tài)參數(shù)進(jìn)行綜合檢測(cè)和實(shí)時(shí)分析，實(shí)現(xiàn)電力設(shè)備及其運(yùn)行環(huán)境的全方位、全時(shí)段、全天候監(jiān)測(cè)預(yù)警，替代運(yùn)行人員完成狀態(tài)連續(xù)監(jiān)控、異物識(shí)別、缺陷檢測(cè)預(yù)警和巡檢環(huán)境評(píng)估等巡視工作，有效解決傳統(tǒng)巡視模式的弊端，提高變電設(shè)備的智能運(yùn)維水平，為電力物聯(lián)網(wǎng)建設(shè)提供有效的技術(shù)手段和解決方案。

4 結(jié)束語(yǔ)

應(yīng)用多參量智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，積極推進(jìn)設(shè)備狀態(tài)由離線、定期、停電、部分狀態(tài)的掌控向在線、實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)、全面狀態(tài)掌控的轉(zhuǎn)變，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力設(shè)備等檢測(cè)數(shù)據(jù)集中管理、展示、分析和應(yīng)用，保障檢測(cè)數(shù)據(jù)管理的安全性和規(guī)范性。

逐步開(kāi)展智能在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝應(yīng)用，可以有效代替基層班組人員進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)局部放電帶電檢測(cè)普測(cè)工作，基層班組人員僅需定期去一鍵獲取歷史檢測(cè)數(shù)據(jù)，即可完成帶電檢測(cè)巡檢工作，大大降低帶電檢測(cè)巡檢工作量，提高現(xiàn)場(chǎng)帶電檢測(cè)效率，同時(shí)可以縮短測(cè)試周期，能夠更加有效地發(fā)現(xiàn)間歇性局部放電現(xiàn)象，提高檢測(cè)的有效性。