智能变电站一次设备在线监测系统分析

(国网湖南省送变电工程公司 湖南 长沙 410000)

智能变电站一次设备在线监测系统分析

唐快成

(国网湖南省送变电工程公司湖南长沙410000)

智能变电站一次设备在线检测系统能够对一次设备运行状态数据进行有效的获取，同时能够实现对其自动的诊断，进而确保智能变电站安全和可靠运行。本文主要结合笔者多年工作经验以及智能变电站在线监测技术的特点，提出了以IEC61850标准为基础的智能变电站一次设备在线监测系统。

智能变电站；一次设备；在线监测；IEC61850

引言

智能变电站一次设备在线检测系统的主要作用是为智能变电站一次设备提供一种安全、可靠、故障诊断的维护手段，从而能够对一次设备的运行状况以及故障信息进行实时的监测，保证一次设备安全可靠的运行，能够为变电站节省大量的人力和财力。

一、系统总体结构

智能变电站一次设备在线监测系统主要是根据国家相关设计规范，以IEC61850标准为基础进行在线监测系统的建设，同时将其纳入到智能变电站统一的数据平台，该系统能够有效的实现智能变电站一次设备状态检测数据的传输、汇总和诊断分析。

在智能变电站的现场中各系统的传感器、监测单位、电源和通信模块主要是利用间隔汇控柜进行防治，并且根据电压等级对全部间隔状态的监测汇控柜进行组合，之后将其汇总到变电站保护室状态监测系统屏，进而实现数据的采集和状态的分析，

智能变电站一次设备在线检测系统采用的是分层分布式结构。站控层设备主要是在线监测的站内后台机，对站内的全部的在线监测数据进行收集同时对其进行数据标准化模型的转化、分析和存储等，并并远程控制和维护命令进行接收。间隔层设备通常是对某一批设备的在线监测数据收集、整合、分析和存储等进行负责。在过程层中具有传感器和现场采集单元，所有类别的传感器都是由变电站一次设备厂家安装在设备的内部，现场采集单位都是按照监测功能的要求进行配置，比如局部放电监测、铁芯电流监测、套管监测、避雷器监测、局部放电监测、机械特性监测、SF6气体监测、GIS局部放电监测、电压监测和环境监测等。所有的现场监测采集单元都是通过ICE61850标准规定接入到状态监测系统子站中。如图1为智能变电站一次设备在线检测系统框架图。

图1 智能变电站一次设备在线监测系统框架图

在智能变电站中必须设置一套独立的综合状态监测系统，这样才能够有效的避免给站控层网络设备带来巨大的负担，确保整个站控系统的安全和稳定运行。状态监测系统后台机具具有的功能主要包括单元配置、采集和存储数据、ICE61850数据接口、故障报警和诊断等，对变压器、断路器等一些设备的状态信息进行全面的采集，从而实现智能变电站的状态监测，实现可视化之后将其上传到状态监测系统主站，与此同时对主站给故障设备分析和诊断的结果和建议进行接收，从而为之后的状态监测一次设备的综合管理提供重要的数据支持。

二、智能变电站一次设备在线监测系统的工作过程

该系统的主要工作过程是各类传感器对各电力功能原件的状态信息进行实时采集，实现点对点的传输到现场采集单元。现场采集单元主要是安装在变电站的监测现场，通过现场总线，实现与监测中心服务器自动实时的通信，并且对状态参数进行上传。

监测中心对各个监测单元进行控制和管理，同时对状态监测数据进行采集和存储，并且全面诊断和分析站内各个电力功能单元原件的运行状态，实现对全部有关数据的统合，建立健全运行和检修管理数据库，利用ICE61850协议实现和监控后台之间的通信，同时将各电力功能原件状态信息提供给运行人员，并且实现是对可能发生的故障的预警。

已经经过整合之后的变电站一次设备在线监测系统作为一个全局状态信息的数据库，是设备状态信号发布的重要平台，该系统同时也是故障诊断、运行和检修维护的咨询管理平台。不但能够对综合数据平台上的数据进行充分的利用，还能够将其提供给变电站自动化系统进行使用，从而为变电站一次设备实时监测预警分析提供重要的数据支持。

三、智能变电站一次设备在线监测单元和项目

(一)油色谱监测单元

油色谱在线监测装置主要是根据气相色谱的原理，在线监测充油变压器油中溶解的故障气体的含量和变化趋势。该单元通常由三个部分组成，分别是油气分离装置、混合气体分离监测装置以及数据现场处理单元等。一根取油管和一根回油管将油气分离装置和变压器之间实现连接，利用自动控制油循环的手段实现循环取油。利用真空脱气的手段，通过真空将油样中溶解的特征气体分离开来。

(二)局部放电监测单元

局部放电监测单元主要是通过超声传感器进行局部放电信号转化成为电信号，同时经过现场处理单元的A/D大转换，最终以数字信号的形式通过CAN总线将其发送到局部放电的IED进行处理。

(三)机械特性监测

断路器机械特性监测单元首先是通过转角位移传感器和交流骨干器以及直流互感器对断路器的行程和三相电流的模拟量进行采集，同时通过电缆将这些模拟信号传输到现场处理单元，等待处理。在现场处理单元接收到模拟信号之后，通过滤波、放大以及数字化等一系列的处理之后实现信息判断，之后将处理之后的结果传输到系统间隔层，等待进一步的处理。

(四)SF6气体监测

数字式密度监测单元是直接安装在开关设备上的，利用电子式压力和温度传感器能够实现对气体压力和温度值的数字量进行直接的监测，能够通过计算直接的求出气体的标准压力值。不但能够得到实时密度的数字量，还能够对SF6压力、温度值等进行随之的监控，能够更加全面的对设备的工作状态进行了解。

(五)开关柜温度监测

开光柜温度在线监测主要是采用红外传感器测温并且实现转换传送的手段，其主要原理就是利用红外测温仪特殊的光学系统汇聚其视场中的目标物体红外辐射能力，红外能量聚焦在光电探测器中并且将其转换成为相应的电信号。

四、结语

随着现代智能变电站的不断发展，对变电站系统运行安全和可靠性的要求不断提高，做好变电站一次设备的在线监测变得越来越重要。通过智能变电站一次设备在线监测能够实时的掌握一次设备的运行状态和故障状况，有效的提高变电站的安全性和可靠性，不断的促进电力行业的发展。

[1]董烨,李永斌,张勋.智能变电站一次设备在线监测系统建设方案[J].科技信息,2011(22):807+809.

唐快成(1982-)，男，大专，主要从事变电一次安装工作。

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