基于PMS 智能运检管控平台的设备电压异常诊断及其应用

林佳祥

（国网福建省电力有限公司漳州供电公司，福建 漳州 363000）

0 引言

智能运检管控平台是基于PMS（设备资产精益管理系统）、在线监测、调控云等，结合在线监测、运行工况、检修检测、制造安装、气象环境等信息，运用大数据技术和智能推理技术，与历年专家经验进行数据联合驱动，建立故障链式诊断评估模型，实现数据共享、信息贯通。该平台通过“动态评价、辅助决策、人工诊断”三结合评估方式，实现最优差异化运维、检修、技改大修辅助决策，并依托PMS 全过程闭环管控，具有全景状态感知、数据降噪优化、主动预警告警、全面诊断分析、智能决策研判等功能。

智能运检管控平台多维度展示运检业务信息，能够自动生成变压器、断路器、GIS、隔离开关、互感器等设备的运维、检修、技改大修计划任务单、故障研判告警处理工单，响应快速、高效统一，形成数字化、信息化、智能化的运检业务智能化管控体系，实现电网设备全过程常态化、实时化、全景化的智能管控目标，快速诊断设备故障原因，提升运检工作质效[1-2]。

1 主体架构

基于PMS 的智能运检管控平台采用集中模式建设，包括数据采集层、通信传输层、站控服务层，如图1 所示。

图1 智能运检管控平台架构

数据采集层。由电压监测仪获取设备线路中的电压数据，通过GPRS 网络及无线网络传输到服务器中，包括监测时刻、电压瞬时值、监测时段、电压平均值、失电时刻、恢复时刻、电压阈值等，可综合反映设备电能质量，为电力设备数字化管理提供可靠依据。

通信传输层。设置GPRS/无线专网通道，配置电压检测仪专用SIM 卡，支持多带宽同步传输、GPRS 远程传输。设置隔离分区和防火墙，按照逻辑强隔离原理对通信数据进行保护，避免丢包、篡改等电压数据异常情况。

站控服务层。下层主要包括GPRS 通信机、采集服务器、应用服务器、系统数据库等，可通过数据模型分析设备电压异常情况，初步判定电压异常类型。并结合历史信息、工况数据等，展开动态评价，对比人工诊断结果，优化决策。上述站控服务层可存储原始数据和诊断结果，自动生成运检记录。上层主要为综合工作站，可将电压数据可视化显示，同时结合电压异常情况智能告警[3-5]。

2 功能模块

2.1 母线电压异常监控模块

基于PMS 的智能运检管控平台中母线电压异常监测模块可从调控云平台获取各110 kV 以上线路TV（电容式）及母线TV 二次电压数据，获取线路TV 所在间隔母线侧隔离开关位置信息，根据该位置信息确定线路TV 所连接母线，将线路TV 和对应母线TV 二次电压数据进行比对，计算数据偏差，并将偏差超过 ± 1% 的清单推送至智能运检管控平台。如：

母线电压异常。判断记录中母线是否含有三相相电压（Ua、Ub、Uc）。若“Ua、Ub、Uc”都有数值，那么直接计算母线三相电压偏差值即可。

三相不平衡。采用PMS 智能运检管控平台进行诊断时，可通过计算百分比确定三相电压不平衡的严重程度，即三相之间电压差超过 ± 2% （一次值）时，发送110 kV 及以上母线TV 告警信息[6]。

上述过程中一般应去掉“Ua、Ub、Uc”三相里面最大值、最小值，将剩下的母线电压值做分母，记为“M”。A 相电压差异度为（Ua-M）/M，B 相和C 相依此类推；如果没有“Ua、Ub、Uc”的值，那么则须判断是否存在三相线电压值“Uab、Ubc、Uca”。

线路电压。分别进行线路电压和母线电压之间三相偏差计算。A 相为：（Ua线路-Ua母线）/Ua母线，B 相为：（Ub线路-Ub母线）/Ub母线，C 相为：（Uc线路-Uc母线）/Uc母线。

3 互感器电压异常监控模块

基于PMS 的智能运检管控平台中互感器电压异常监测模块可通过系统数据库获取互感器电压的历史数据，将其作为对照分析GPRS/无线通信网中的实时数据，初步判定互感器电压是否存在异常[5]。

若存在问题，则在基于PMS 的智能运检管控平台中Web 发布三相电压偏差比大于2%的TV 异常工单，如110 kV 某变110 kVⅠ段母线TV 异常，此时，根据PMS 智能平台推送偏差超过 ± 2% TV 异常数据，采取二次侧电压核查、红外测温、绝缘油试验、停电诊断等一系列措施，对异常互感器进行诊断[7]。

4 智能运检管控平台的应用验证

2021 年1 月16 日，基于PMS 的智能运检管控平台中显示：“榜山变110 kVⅠ段母线三相不平衡告警”。检修人员到场核查后确认，母线二次侧电压异常，C 相电压较另外两相低1.5 V，偏差值与PMS 智能运检管控平台中的异常告警信息一致；母线TV 外观无明显损伤，带电检测未发现异常，怀疑本体内部存在故障。

对110 kVⅠ段母线TV 进行停电诊断性试验，发现C 相变比存在偏差，C 相1 148，A、B 相变化均为1 098。

停电对更换下来110 kVⅠ段母线TV 进行三次诊断性试验，C 相变比为1 118，且C2介损值明显偏高，电容量偏差大于3%，怀疑内部存在电容击穿，数据如表1 所示。

表1 TV 诊断试验数据

对110 kVⅠ段母线更换下来TV 的C 相进行解体，发现C2电容有一节电容导通并击穿，如图2～3 所示，导致C2电容增大，根据下面等效图及公式（图4），分压U2较低，并导致二次侧电压偏低。与后台及二次实际测量电压偏低一致，并造成三相电压不平衡。

图2 电容屏击穿位置

图3 电容屏击穿点

图4 等效图及公式

自110 kVⅠ段母线TV 的C 相更换以来，该变110 kVⅠ段母线电压恢复正常，基于PMS 的智能运检管控平台中母线三相不平衡告警消失，实现了电压异常的“早预防”“早发现”“早处理”，避免了由110 kVⅠ段母线C 相TV 本体缺陷造成的严重事故，提升了电力系统的安全性能和经济效益。

5 结束语

通过智能管控平台的电压异常监测模块，提前发现并处理110 kV 榜山变110 kVⅠ段母线C 相TV 本体的隐患，避免长期运行可能引起的TV 故障，导致主变跳闸或其他损失。

通过电压异常监测模块，类似地解决了多起母线TV 电压异常事件，智能管控平台更好地提供了“锐眼”，更智能、更便捷、更迅速地发现了缺陷隐患，提升设备安全性。该平台能够助力安全生产，值得深入研究和推广。