智能变电站一次设备在线监测系统探析

王峰

【摘要】随着时代的进步和社会经济的发展，我国电力系统发展迅速，在电力系统中也开始积极的应用先进技术，智能电网已经成为重要的发展趋势。智能电网对于智能变电站的发展，将会起到较大的推动作用，我国智能变电站将一系列先进可靠的智能化设备给应用了过来，可以有效的采集、分析保护和控制信息。本文简要分析了智能变电站一次设备在线监测系统，希望可以提供一些有价值的参考意见。

【关键词】智能变电站；一次设备；在线监测系统

通过研究发现，智能变电站一次设备在线监测系统可以实时在线监测避雷器、变压器等变电设备，本系统借鉴了原来的系统结构、测量方式和测量原理，进行了完善，将分层分布式的系统结构和模块化设计应用过来，并且借助于总线控制技术原理，在较大程度上提升了系统测量的稳定性和准确性，并且有着更高的抗干扰性能，这样工业现场的实用要求就可以得到满足，借助于专家诊断系统，可以科学的诊断和分析采集到的各种数据信息。

1、在线监测系统的总体结构

我国电网将IEC61850作为检测系统的标准，同时在智能化变电站的统一数据平台中加入进来。因此，在各类设备的状态监测的智能模块建模中，采用的都是IEC61850标准，这样就可以有效传输、整合和判断全站各种设备的状态监测数据。在变电站中，借助于间隔汇控柜来放置各个系统的通信模块、电源、监测单元和传感器，依据电压等级的不同实施区域来组合所有处于间隔状态下的监测汇控柜，并且在变电站保护室的状态监测系统屏上汇总，然后对数据进行采集和分析。

智能变电站的在线监测系统通常将分层分布式结构给应用过来，并且将现场采集单元和传感器配备于过程层，一次设备的厂家直接在设备内部安装各类传感器，而结合监测功能来具体配置现场采集单元。

为了避免给站控层的网络设备带来负担，或者是对站控系统的稳定运行产生较大程度的影响，将一套单独的综合状态的监测系统设置在站内，本状态监测系统具有一系列的功能，如故障诊断、故障报警以及采集存储等，其中主要是对断路器以及变压器等主要一次设备的状态信息进行采集，这样就可以监测变电站的所有设备状态，然后可视化显示出来，同时还可以向状态监测的系统主站上上传，主站对设备故障进行分析，并且给出诊断结果。

2、智能变电站一次设备在线监测系统的工作过程

状态监测系统是这样工作的，各类传感器实时采集不同电力功能元件的状态信息，并且向现场采集单元传输，通常将现场采集单元安装于变电站的监测现场，对于监测中心服务器的自动化是利用现场总线来实现的，并且可以实时通信，向系统中上传相关的状态参数。其中，监测中心有效管理和控制各个监测单元，同时，还需要采集和存储各种状态监测数据，以此来有效的诊断和分析各个电力功能元件运行状态，通过融合相关数据，来对运行和检修管理的数据库进行构建，对于和监控后台的通信，则是借助于IEC61850协议来实现，然后将各个电力功能元件的状态信息提供给运行工作单元，并且及时预警可能会发生的各种故障。

整合过系统之后，全站的状态监测系统就可以看作为一个数据库，本数据库可以将全局的状态信息显示出来，并且发布设备的状态信号，同时，还需要咨询与管理设备运行、检修维护和故障诊断等诸多个方面。这样就可以充分利用综合化平台上的各种数据，同时，将自动化的系统提供给变电站，其中自动化的系统报表不仅有保护动作和开关闭合方面的内容，电力设备的各种状态信息也是非常重要的方面，结合这些状态信息，可以更加顺利的开展变电站各种设备的实时状态预警分析工作。

3、智能变电站一次设备在线监测系统的主要监测项目

一是氧化锌避雷器以及容性设备绝缘的在线监测：在线监测氧化锌避雷器，主要是借助于基波法，来动态监测110kV及以上的变电站内的氧化锌避雷器阻性电流和泄漏电流，这样就可以掌握避雷器的工作状况。其中基波法主要是借助于模拟滤波技术和数字滤波技术，对避雷器末屏所泄露的总电流中，将阻性电流基波部分给找出来并且采集，然后结合阻性电流，来判断避雷器的绝缘状况，这种方法可以有效减少电网受到的谐波干扰，并且将设备的实际状况给真实反映出来。而容性设备绝缘的在线监测系统则是监测110kV及以上的变电站内各种电气一次设备末屏所泄露的电流，通过分析和计算，对设备正常运行状况下的等值电容和相关的介质损耗及变化率进行获取。本系统一般可以划分为两个组成部分，分别是数据采集单元和计算测量单元，数据采集单元主要由监测终端和传感器构成。如果有问题出现于任何一个监测终端，不会影响到其他终端的正常运行，然后终端向服务器传输各种数据，进行分析、处理和保存，最后在MIS网中接入。

二是无线测温系统：本系统主要是在一些容易受到高电磁干扰的环境中应用，本系统包括无线接收基站和无线温度传感器等组成部分，借助于Zigbee技术，促使温度测量的网络化得到实现。本系统可以支持比较多的无线传感器，并且有着较强的抗干扰能力，可以监测高压母線和开关运行的温度，并且非接触的温度测量也可以实现。

三是变压器的在线监测：变压器的在线监测主要是红外线监测接头温度，在线监测变压器温度等等。变压器油色谱气体的在线监测系统，指的是将色谱分析的原理给应用过来，将传感器输出信号进行转化，然后向状态监测的服务器进行传输。此外还有主变铁芯电流在线监测系统等。

4、在线监测装置的选择原则

在对在线装置进行选取时，需要依据现场实际情况来进行，并且遵循相关的原则；选取的在线监测装置，和被监测的设备相比，有着更大的可靠性和使用寿命。选取的在线监测设备应该将一些导致电力设备容易出现故障的状态量作为监测量，比如说利用避雷器来监测泄露电流等。还需要重点监测重要的负荷间隔，比如说对超高压、高压局放进行全面监测时，设置的监测点就需要达到上百个，需要比较高的成本。部分位置不太容易出现绝缘故障，那么就可以将少数的盆式的绝缘子给应用过来。要适当控制测量精度，如果有着较高的测量精度，那么就会不断增加成本，比如在线监测母线温度时，监测的精度保证在1度以内就可以了。

结 语

通过上文的叙述分析我们可以得知，随着时代的进步和发展，如今智能化变电站获得了飞速进步，那么就需要在线监测变电站一次设备，促使电网系统运行的安全性和可靠性得到保证；在电力系统运行过程中，会直接受到各种一次设备的影响，那么通过在线监测，就可以实时管理和分析一次设备的各种运行数据，促使电网更加安全稳定的运行，电力企业也可以获得更好更快的发展。本文简要分析了智能变电站一次设备在线监测系统，希望可以提供一些有价值的参考意见。

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