变电设备智能状态监测系统的研究

马景波

摘 要：变电设备智能状态监测是以信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，能够有效预估设备的损耗。智能变电站的在线监测系统利用其运行状态数据库实现变电站内电力设备故障诊断模型，从而推动变电站综合自动化向前发展。本文从智能状态监测系统的特点入手，说明了智能变电站设备在线监测系统设计，阐述了智能状态监测系统在变电设备上的具体应用。

关键词：变电设备；智能状态；监测系统

智能状态监测系统采取TCP/IP方式，能适应状态监测技术的不断发展。现阶段的智能状态监测系统与业务系统之间的数据交互技术，可采用单向硬件物理隔离装置接收电压、电流等数据。监控对象为变电站实现无人值守奠定了良好的基础，因为智能传感器集成了神经网络，能够进行数据的传输、存储和自我分析以及判断。智能传感器技术提高了数据的稳定性和信息采集的可行性，应用在变电站设备在线监控系统中，能够实现实时故障检测和智能数据交换以及在线监测系统的核心技术。

1 智能状态监测系统的特点

智能状态监测系统在融入了动态PMU信息的前提下，按照报警信息组织模式对变电站的运行事故进行监控。当报警信息窗中出现滚屏刷屏现象时，监控值班员很难抓住重点，使变电站运行值班人员无法在短时间内准确判断事故原因，不利于事故的及时处理。而智能状态监测专家系统当听到异常声音、闻到异常气味、瓦斯报警、油温升高等，就会有轻微的局放信号发生。综合局部放电信息结合其他运行和试验数据，实现对主变压器吊芯的检查，从而准确判断放电故障的部门。同时，有效避免了网络设备出现故障时仍然维持正常工作状态。变电站作为智能电网的核心组成部分，其建设获得了越来越多的关注。根据现行的标准，智能状态监测系统可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策等高级功能，实现电网调度和互动等功能，电力设备智能状态监测系统是以建立全寿命周期管理体系为核心，以设备的状态监测为基础，在其监控系统中增加一个故障诊断专家系统来作为辅助决策手段，进而真正实现无人值守，推动综合自动化检测技术更加完善和更有效。

2 智能变电设备在线监测系统设计

2.1 系统结构设计

按照变电设备状态监测的分区设置独立的交换机和层次装置，配置按照智能变电站的分层原则进行系统分层。系统分层具有一定的统计分析和数据存储以及预警功能，能够实现上传数据和接收上级的控制、配置信息，过程层主要负责上传数据并接收配置指令。

2.2 监测内容设计

设备绝缘在线监测系统主要监测设备的末屏泄漏电流，并获得运行状态下的电容变化和介质损耗情况等数据。容性设备监测系统的监控终端会将数据上传到服务器进行分析，并接入总控服务器。氧化锌避雷器的在线监测能够实现对避雷器运行状态的实时监测，基波测量方法对电网谐波干扰抗性较强，并且能真实地反映实际情况。

3 智能状态监测系统在变电设备上的应用

3.1 断路器在线监测

断路器智能组件采用了同步采样智能部件，采集后的信号需要能够对断路器机械特性状态进行评估。主要用于检测断路器动作特性、分合闸时间和形成时间曲线以及储能电机的工作状态。断路器的主要故障有机械故障，而其中大多数故障是潜在故障，对提高电力系统安全、稳定运行的性能具有十分重要的实际意义。智能监测装置和系统对断路器实时在线监测，但是由于缺乏数据积累，无法进行故障分析与诊断能力。因此需要建立数据库来强化故障分析与诊断功能，在线监测装置需要提高系统的性价比。利用高精度、高时间分辨率的数据，为高压断路器的故障诊断和预测提供基础数据积累。在线监测仪通过传感器采集数据。首先，上位机软件按照一定规则轮询各在线检测仪，将采集的数据放入数据库中，并对采集的数据进行汇总和分析，计算出所监测高压断路器的机械参量，并依据故障的模式和等级，实现分布式高压断路器机械参量的采集和上传。当前关于智能变电站一次设备更加准确地反映了变压器的运行情况，断路器利用机械特性诊断模块，计算出断路器触头的相对电寿命。

3.2 避雷器在线监测

避雷器智能组件利用基波法测量泄漏电流和阻性电流，进行系统运行频率的跟踪监测，通过容性设备将采集信号发送给智能处理器，监测单元收到同步采集命令之后，监测单元利用全球定位系统授时时钟实现同步采样，通过无线网络发射模块进行横向纵向比较，从而实现了一次设备和监测后台系统的物理隔绝，并获得良好的屏蔽效果。避雷器监测系统可对避雷器进行实时在线监测，对避雷器的泄漏电流等数据进行在线监测，从而达到了无人值守或少人值班的目的。相关人员只需要在PC机前获取变电站任意时段的数据统计，然后将避雷器的动作计数值发送到监控系统，数据发送到监控后台机，从而对避雷器的运行状况有实时地掌握。避雷器进行实时在线监测具有不需人工干预的优势，所有典型数据均自动捕获、测量、存储、分类。相关人员只要通过便捷的鼠标操作便可获取变电站任意时段的数据信息，这款系统的数据准确性高，智能化程度高，而且抗干扰能力强。可以选择任意时间对避雷器动作次数、泄漏电流等进行在线监控。

参考文献

[1]Q/GDW 383—2009 智能变电站技术导则[S].北京：中国电力出版社，2009.

[2]Q/GDW Z410—2010 高压设备智能化技术导则[S].北京：中国电力出版社，2010.

[3]DL/T 860 变电站通信网络和系统[S].北京：中国电力出版社，2006.

[4]DL/T 1146—2009 DL/T 860 实施技术规范[S].北京：中国电力出版社，2009.

[5]王德文，王艳，邸剑.智能变电站状态监测系统的设计方案[J].电力系统自动化，2011，35（18）：51-56.

（作者单位：黑龙江省通河县供电公司）