一種新型變電站監(jiān)測(cè)裝置校驗(yàn)方法研究

馬 勇 胡成博 徐長(zhǎng)福

（江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院，江蘇 南京211103）

0 引言

目前對(duì)變電設(shè)備在線監(jiān)測(cè)裝置的校驗(yàn)，需要專業(yè)人員攜帶相關(guān)的校驗(yàn)設(shè)備，去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行比對(duì)校驗(yàn)。這種重復(fù)性試驗(yàn)不僅浪費(fèi)大量人力物力，效率低下，同時(shí)容易造成人為誤差，給校驗(yàn)工作帶來不安全隱患。針對(duì)以上問題，本文提出了一種新型的變電站監(jiān)測(cè)裝置校驗(yàn)方法，該方法基于無線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，通過VPN 無線專用網(wǎng)絡(luò)并經(jīng)安全接入平臺(tái)系統(tǒng)接入電力內(nèi)網(wǎng)，從在線監(jiān)測(cè)主站平臺(tái)獲取被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；建立覆蓋全站的無線局域網(wǎng)環(huán)境，與各類標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源、標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)裝置之間建立穩(wěn)定、可靠的無線加密網(wǎng)絡(luò)鏈接；利用各類標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源、標(biāo)準(zhǔn)監(jiān)測(cè)裝置，實(shí)現(xiàn)對(duì)各類常見在線監(jiān)測(cè)裝置的數(shù)據(jù)校驗(yàn)工作。

1 車載智能校驗(yàn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 校驗(yàn)現(xiàn)狀

目前常用的校驗(yàn)過程如下：

（1）根據(jù)需校驗(yàn)的在線檢測(cè)裝置，專業(yè)人員選擇對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，攜帶去校驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)。

（2）到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，把標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源加載在需要校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置上，手工調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的輸出，手工記錄相應(yīng)數(shù)據(jù)。

（3）登錄電力內(nèi)網(wǎng)中的在線監(jiān)測(cè)主站平臺(tái)，查找校驗(yàn)試驗(yàn)進(jìn)行時(shí)相應(yīng)的在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，并手動(dòng)記錄。

（4）重復(fù)步驟（2）（3），得到被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置在全量程范圍內(nèi)的多組數(shù)據(jù)。

（5）將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的輸出信號(hào)數(shù)據(jù)和被校驗(yàn)在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行人工比對(duì)，得出被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置數(shù)據(jù)準(zhǔn)確與否的結(jié)論。

1.2 存在問題

現(xiàn)有的校驗(yàn)方法缺點(diǎn)很明顯，具體如下：

（1）現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)試驗(yàn)過程中，各儀器為相互孤立狀態(tài)，無相互數(shù)據(jù)交互。

（2）校驗(yàn)過程中標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源需要手動(dòng)調(diào)節(jié)參數(shù)和觸發(fā)動(dòng)作。重復(fù)性試驗(yàn)、數(shù)據(jù)記錄等方面均依靠人工完成，效率低下。

（3）校驗(yàn)試驗(yàn)過程中用于比對(duì)的在線檢測(cè)裝置實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的獲取，需要去電力內(nèi)網(wǎng)中的在線監(jiān)測(cè)主站平臺(tái)，依靠人工界面查詢，很不方便。

（4）校驗(yàn)數(shù)據(jù)人工記錄，校驗(yàn)結(jié)果人工比對(duì)，容易造成人為的誤差。

（5）校驗(yàn)結(jié)果未實(shí)現(xiàn)電子化線上維護(hù)，不方便建立在線檢測(cè)裝置校驗(yàn)記錄及事后檢索。

（6）校驗(yàn)需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)技術(shù)人員去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行操作。由于變電在線監(jiān)測(cè)裝置的普及，要定期完成這些裝置的巡檢，要?jiǎng)佑么罅康膶I(yè)技術(shù)人員。

2 新型變電站監(jiān)測(cè)裝置校驗(yàn)方法

為彌補(bǔ)現(xiàn)有變電站在線監(jiān)測(cè)裝置校驗(yàn)方法中各儀器相互孤立、儀器控制及數(shù)據(jù)管理自動(dòng)化程度低下、數(shù)據(jù)比對(duì)存檔檢索等不方便、校驗(yàn)工作效率低下、需要大量專業(yè)人員等問題［1－2］，本文提供了一種基于無線通信技術(shù)和計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的車載化變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)裝置智能校驗(yàn)方法。

通過VPN 無線專用網(wǎng)絡(luò)并經(jīng)安全接入平臺(tái)系統(tǒng)接入電力內(nèi)網(wǎng)，從在線監(jiān)測(cè)主站平臺(tái)獲取被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；利用無線局域網(wǎng)通訊系統(tǒng)分別和移動(dòng)音視頻監(jiān)控終端、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源、手持PDA 進(jìn)行連接通信；設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源控制輸出方案，實(shí)時(shí)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源輸出信號(hào)數(shù)據(jù)和被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，利用計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)產(chǎn)生校驗(yàn)結(jié)果；利用手持PDA 通過WiFi和標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源通信，所述手持PDA 經(jīng)過授權(quán)后可對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源進(jìn)行操作；可利用相關(guān)計(jì)算機(jī)技術(shù)開發(fā)人機(jī)交互界面，預(yù)設(shè)、手動(dòng)設(shè)定標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的輸出方案。配合數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置建檔并保存校驗(yàn)記錄，支持查詢歷史校驗(yàn)記錄［3］。

3 方法步驟

新型變電設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)智能校驗(yàn)方法包括以下步驟：

（1）將配置有通信中心、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源、無線局域網(wǎng)通訊系統(tǒng)和移動(dòng)音視頻監(jiān)控終端的車輛駛?cè)氡恍ｒ?yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置所在的變電站，并停在變電站的安全區(qū)。

（2）打開相應(yīng)操作軟件，搜索被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置的ID，查找該裝置，當(dāng)該裝置是第一次校驗(yàn)時(shí)，在車載中心建立檔案；若該裝置的校驗(yàn)檔案已經(jīng)存在，查閱校驗(yàn)的歷史記錄，為本次校驗(yàn)做準(zhǔn)備。

（3）等待車載中心和電力內(nèi)網(wǎng)建立穩(wěn)定的通信后，讀取該裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

（4）根據(jù)所需校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置選擇相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，將所選擇的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源安裝在被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置相鄰位置，將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的輸出加載到被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置的傳感器上。

（5）將無線局域網(wǎng)通訊系統(tǒng)的收發(fā)末端布置到校驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，架設(shè)臨時(shí)無線局域網(wǎng)。

（6）將移動(dòng)音視頻監(jiān)控終端布置到校驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)節(jié)視頻信號(hào)，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控校驗(yàn)進(jìn)程，并在需要時(shí)通過網(wǎng)絡(luò)電話遠(yuǎn)程指導(dǎo)校驗(yàn)操作。

（7）根據(jù)歷史校驗(yàn)結(jié)果，有針對(duì)性地編制校驗(yàn)方案或者采用預(yù)設(shè)的校驗(yàn)方案，發(fā)送給標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，等標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源發(fā)回就緒信號(hào)后，開始校驗(yàn)。

（8）實(shí)時(shí)比對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源輸出信號(hào)數(shù)據(jù)和被校驗(yàn)的在線監(jiān)測(cè)裝置的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，根據(jù)預(yù)設(shè)的誤差范圍，判斷該裝置監(jiān)測(cè)信號(hào)的準(zhǔn)確性。

（9）在校驗(yàn)過程中，若需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)節(jié)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源的輸出，授權(quán)手持PDA 對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源進(jìn)行操作；或者授權(quán)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源，通過標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源上的操作鍵進(jìn)行操作。

（10）校驗(yàn)結(jié)束后，生成校驗(yàn)報(bào)表并存儲(chǔ)，方便以后檢索。

4 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源

4.1 斷路器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源

斷路器標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源模擬斷路器正常工作和異常工作時(shí)的各項(xiàng)參數(shù)：一次回路的開斷電流；分、合閘線圈電流；儲(chǔ)能電機(jī)電流；行程傳感器電壓信號(hào)、電流信號(hào)、數(shù)字信號(hào)。

斷路器工作狀態(tài)模型可以手動(dòng)設(shè)置，也可以導(dǎo)入在實(shí)際檢修中獲取的典型正常、故障波形由標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源輸出。

4.2 避雷器/容性設(shè)備/鐵芯泄漏電流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源

避雷器、容性設(shè)備、變壓器鐵芯漏電流在線監(jiān)測(cè)裝置都是通過監(jiān)測(cè)設(shè)備的電流、相位等參量來監(jiān)測(cè)該設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。本文中避雷器/容性設(shè)備/鐵芯泄漏電流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源采用三相交直流指示儀表。

4.3 中性點(diǎn)電流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源

變壓器中性點(diǎn)電流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源采用直流電流標(biāo)準(zhǔn)源來實(shí)現(xiàn)，其輸出電壓為0～20V，輸出電流幅值為0～50A，電流精度為0.1%，輸出為直流輸出。

4.4 SF6氣體密度標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源

SF6氣體密度信號(hào)源采用儲(chǔ)氣缸與可變氣缸配合操作的方法來實(shí)現(xiàn)。采用直徑250mm 的可調(diào)行程的氣缸作為SF6的可變壓力氣缸，內(nèi)置壓力傳感器和溫濕度傳感器，通過電動(dòng)推桿來調(diào)節(jié)氣缸內(nèi)SF6氣體的壓力，使之達(dá)到預(yù)設(shè)的SF6氣體壓力，供被校驗(yàn)裝置比對(duì)。

5 結(jié)語(yǔ)

本方法避免了以往只能人工手動(dòng)進(jìn)行校驗(yàn)、效率低下、不方便存檔檢索的問題，滿足了電力部門變電站在線監(jiān)測(cè)裝置校驗(yàn)的智能化要求，具有非常廣闊的應(yīng)用前景和實(shí)用價(jià)值。

［1］張東進(jìn).變電站設(shè)備絕緣在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的研究與應(yīng)用［J］.電力設(shè)備，2004，5（7）：23－26.

［2］魯東海，孫純軍，王曉虎.智能變電站中在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.電力自動(dòng)化設(shè)備，2011，31（1）：134－137.

［3］吳桂初，曾云亮，李晗，等.斷路器在線校驗(yàn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)［J］.科技通報(bào)，2007，23（6）：873－877.