智能变电站设备在线监测系统设计

吴 强

（国网湖北省电力有限公司鄂州供电公司，湖北 鄂州 436000）

0 引 言

智能变电站设备是国际原料能源使用网络和智能电网中至关重要的关键节点，以保证智能电站内长久设备的未来安全以便可以安全运转，从定期维修转变为随时维修[1]，是智能变电站顺应未来智能发展的必然潮流。对智能变电站内的基本变压机、断电器和LIS等基本电气设备进行在线检测，根据C61950一系列的维修标准，特别是建立在线检测的信息模拟信号，设计成完整的在线检测系统独具的结构，是实现随时维修的基础和前提[2]，也是智能变电站实行数字化管理、信息化执行和智能化推动的需要和保证。考虑到即时设备的在线检测发展、数据检测的统一运转和快速处理的发展需要，并依据C61950系列标准的分端结构和数据模型[3]，设计一组基于智能变电站设备主要即时机械的分端设置式在线检测系统，见表1。

表1 变电器设备在线监测系统

在线检测系统的在线检验装备利用严格的组合式实验结构并挂格运转成功，稳固性和依靠性得到了检验。本系统具备信息采集、平面数据表达和后台统一数据管理等功能，可以满足在线检测信息数据的即时采合、不同设备之间的相互通信等要求，并为后面发展期间的故障检验和快速诊断数据错误、检修环境、辅助决策等智能变电站有关具备的高级需要做好具体的准备工作。为保证智能化变电站的正常运转，国家电网公司已经提出了我国政府在智能变电站即时应激设备的检修目标和内容。随着计算机智能化技术的快速创新，基于计算机智能化技术的变电装置属于成熟性的在线检测技术，成为未来智能化发展电网的潮流趋势。对智能化变电站的升级改善，特别是对旧电站的改善，有线电力传感器的网络终端具有不要求线头、便于操作和易于发展等优点，成为检测系统的重要手段。

1 智能变电站设备在线监测系统的硬件设计

1.1 电源表设计

在线检测设备外面的传输是220 V交流电，各个板块的设计需要+19 V、15 V、14 V、12V电源的基本供电。所需设计要求是可以信任的电源板块，以实现不同等级直流电压之间的转换和交流。利用工业级别的电源模块作为电源总板块的基本单元格部件，可以实现直流电和交流电之间的转换，且不同电压之间的DC/DC转变和交换，具备高安全性、大功率、小功耗、低噪音和过载保护输出等特点，见图1。

图1 电源传输

设计电路要求简单化操作，对设备中各个板块之间的大小功率进行估计后，会选择适应的电源板块，并在外部电路设计的传输终端添加保险丝设置Fue和共板电路NF，以推动过载电路隔断保护装置，并抑制外界环境干扰电磁的影响。传输端设置了过滤电波容量、吸收波速的VS三极管设备，其中保证了传输电路的高速稳定。

1.2 核心表设计

核路、电板的主要性能是将模板的电流信号转变为数字模拟信号，并将信息整理好通过以利网发射给总电路控制设备。该电路板块采用RM作为总体CPU，PGA作为协议中经过处理的机械，由A/D转换器、PGA板块、RM板块和以利网板块组成。A/D转换板块的主要功能是电波经过处理后转交给总模块，大量信号数据被转变为模拟数值，以便之后的传达和储存。选择的芯片总体设计为TI的ADS0W1，每片板块都各自提供了3个通路，以便实现12位高清精准度的转换，采合率高达220 kHz。本设计将采合速率设定为20 kHz，PGA可以将其发送到通信信号，间接命令A/D芯片迅速开始。发送芯片会将发射信号传输到芯片需要开始的位置，并将不同电压的芯片、不同通路地址的线道相对应到A/D转变通路，按照一定的顺序将不同电压芯片之间的不同通路采取不同的控制手段，进而实现13路最多信号数据的依次转变。该板块设置了时间定制频道为80 MHz的振频、用于语言调整的TAG端口和进行计算机模拟的PCS端口，以便适应19 MB的外部储存芯片的CS19电流。具体流程如图2所示。

图2 PGA模块流程

由PGA发射一定的配备信号来定制A/D芯片，完成A/D的转变工作。当即时的转变工作结束后，GPA可以按照一定顺序排列的IFO组合方式对数据进行分布扩散，有利于RM后面的组合数列和信息发送。排列完成后，PGA将会发送中止信号给RM，并另行通知接收到组合信息。PGA和RM之间设定了12位并列数据，会快速、便捷地将许多数据信息传输给电脑。

2 智能变电站设备在线监测系统软件设计

2.1 气体绝缘组电器设计

220 kV智能变电站设备在线系统的设置是依据装置环境的放置。考虑在220 kV配电环境下和100 kV的装置现场各装置一套GKS在线检测组合。220 kV组合装备包含220 kV GKS、SF9密度思维气体、微AED、220 kV GKS的直接间隔整体电流交换检测AED和220 kV避雷装置AED。本系统部分的直流电监测原理，同样适用于高频率放射，对GKS机械断电器的检测位置进行局部检查和信号采集。90个放射周期为一个采集频率，50 s为最短检测时间。检测时间也可以调整，可利用当场放置作业和远程放射来实现检测。

2.2 服务器推送装置

服务器推送装置是计算机互联网技术中比较专业的术语，也是Aax技术后饱受注意的又一种互联网技术，维持着IE服务器构建的Htpp长链条链接。当有突发事件发生时，它会将信息数据传输给服务器总台或服务器终端。当数据库发生一定改变时，电脑终端不必再次发射信号器终端，服务器也会自动将新数据“传输”到网络端口。当服务器发射一种波频电子数据时，IE显示屏面会将数据连接并保持通畅，以保证服务器能够顺利发射连接客户端的网络信号数据，节省建立网络端口和关闭端口的时间。

3 实验论证分析

为保证提出的智能变电站设备在线监测系统设计的有效性，进行实验论证。采用相同地区的智能变电站，具有相同数据层的变电站矿进行实验论证。为保证实验的严谨性，采用传统在线监测方法作为实验论证对比，对检测强度和精准率进行统计。实验论证结果曲线如图3所示。

图3 实验论证结果

实验体现了电子计算机互联网技术特别是无线网络传媒的基本原理和优点，重点分析了无线网络传媒器在智能变电站的装置检测系统中的便利性。实验表明，智能变电站设备在线监测系统设计具备良好的发展前景。

4 结 论

本文对智能变电站设备在线监测系统设计进行分析，依托智能变电站设备在线监测系统设计的硬件结合机制，根据智能变电站设备在线监测系统的软件设计，对系统设计进行调整。实验论证表明，设计的方法具备极高的有效性，可为智能变电站设备在线监测系统设计提供理论依据。