變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)方法和配置分析

張　健　郭躍男　馮海濤　張光中（黑龍江省電力科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150030）

變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)方法和配置分析

張健郭躍男馮海濤張光中
（黑龍江省電力科學(xué)研究院，黑龍江 哈爾濱 150030）

本文針對(duì)變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)方法和配置，對(duì)變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)介紹，分析其系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，闡述系統(tǒng)工作過程，并提出在線監(jiān)測(cè)裝置選取應(yīng)注意的問題，希望能夠?yàn)槲覈?guó)電網(wǎng)公司建設(shè)提供一點(diǎn)理論支持。

變電站；一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；方法；配置

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷進(jìn)步，人們生活水平不斷提高，對(duì)電力供應(yīng)也有著越來越高的需求。這就需要電力行業(yè)進(jìn)行進(jìn)一步的發(fā)展與優(yōu)化。其中變電站一次設(shè)備在線檢測(cè)系統(tǒng)對(duì)于提高電力設(shè)備的可靠性、環(huán)保性以及經(jīng)濟(jì)性而言有著十分重要的意義與作用，需要我們針對(duì)此展開深入的研究與大力的發(fā)展。根據(jù)變電站相關(guān)技術(shù)原則，對(duì)一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)方法的應(yīng)用主要基于對(duì)全站信息數(shù)字化、通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化以及信息共享標(biāo)準(zhǔn)化的要求之下，實(shí)現(xiàn)信息采集、測(cè)量、控制等一系列操作的自動(dòng)化，并與實(shí)際需求相結(jié)合，對(duì)電網(wǎng)相應(yīng)控制與調(diào)節(jié)的智能化與自動(dòng)化等提供支持。這就需要原有變電站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的改進(jìn)與優(yōu)化，特別是對(duì)于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的可靠性與高效性必須得到有效提高，如此才能夠使變電站設(shè)備在線監(jiān)測(cè)得到有效實(shí)現(xiàn)。

1 變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)概述

所謂的變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用，就是為了使輸變電設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行的檢修管理得以有效實(shí)現(xiàn)，使輸變電行業(yè)生產(chǎn)運(yùn)行機(jī)器管理水平得到有效提高，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。通過對(duì)不同傳感器技術(shù)、通信技術(shù)以及信息技術(shù)的應(yīng)用，使系統(tǒng)對(duì)輸變電設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的管理與控制水平得到有效提高，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)與有效的診斷、評(píng)估以及預(yù)測(cè)。由此可見，為了使電網(wǎng)智能化水平得到有效提高，就必須加強(qiáng)對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與推動(dòng)，使輸變電設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行的有效管理得以實(shí)現(xiàn)，這對(duì)于整個(gè)電力行業(yè)的發(fā)展而言有著十分重要的意義與作用。隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的不斷推進(jìn)，現(xiàn)階段針對(duì)變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與研究越來越深入。本文以IEC61850BI為準(zhǔn)，對(duì)變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)化與建設(shè)方案進(jìn)行闡述與構(gòu)建，并說明相關(guān)建設(shè)原則，為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、工作流程以及相關(guān)監(jiān)測(cè)裝置的合理選取提供強(qiáng)有力的保障，希望能夠?yàn)樽冸娬疽淮卧O(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)提供一點(diǎn)理論支持。

2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)概述

我國(guó)電網(wǎng)公司智能變電站設(shè)計(jì)規(guī)范支出，采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并在智能變電站的數(shù)據(jù)平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)對(duì)其的應(yīng)用。相關(guān)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)智能終端模塊的建模工作主要參考IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，以此使變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的相關(guān)處理得以有效實(shí)現(xiàn)，具體包括數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)分析以及對(duì)數(shù)據(jù)的診斷分析。在變電站現(xiàn)場(chǎng)，采用間隔控柜的方式，進(jìn)行系統(tǒng)中傳感器、監(jiān)測(cè)單元、電源以及通訊模塊等的配置，并根據(jù)電壓等級(jí)，采用區(qū)域組合的方式，對(duì)其進(jìn)行劃分，然后進(jìn)行匯總，在電站保護(hù)室狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)屏進(jìn)行數(shù)據(jù)采集以及狀態(tài)分析。分層分布式結(jié)構(gòu)為變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形式，傳感器與現(xiàn)場(chǎng)采集單元是過程層的主要配置。其中，一次設(shè)備廠家會(huì)在設(shè)備內(nèi)部直接安裝各類傳感器，而根據(jù)監(jiān)測(cè)功能，會(huì)配置相應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)采集單元。為了使站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的負(fù)擔(dān)得以減輕，避免整個(gè)站控系統(tǒng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性受到影響，全站采用的是綜合狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有一定的綜合性與獨(dú)立性。該系統(tǒng)應(yīng)用的狀態(tài)監(jiān)測(cè)后臺(tái)機(jī)具備更多的功能，包括數(shù)據(jù)的采集與存儲(chǔ)、故障報(bào)警、診斷等等，數(shù)據(jù)采集內(nèi)容以一次設(shè)備狀態(tài)的主要信息，進(jìn)而使變電站整體的狀態(tài)監(jiān)測(cè)得以實(shí)現(xiàn)，并實(shí)現(xiàn)了對(duì)信息的可視化展示，通過向狀態(tài)檢修系統(tǒng)主站的數(shù)據(jù)信息傳輸，接收主站以設(shè)備故障分析與診斷結(jié)果為參考，提出有效的調(diào)整與改進(jìn)建議，以此支持電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的綜合管理以及對(duì)設(shè)備的全壽命周期的有效管理。系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后臺(tái)通信以IEC61850為準(zhǔn)。

3 系統(tǒng)工作過程分析

狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工作過程主要包括：傳感器對(duì)各電力功能元件的狀態(tài)信息進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，并通過點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的方式實(shí)現(xiàn)向現(xiàn)場(chǎng)采集單元的傳輸。在變電站監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)安裝現(xiàn)場(chǎng)采集單元，并以現(xiàn)場(chǎng)總線的方式，實(shí)現(xiàn)與監(jiān)測(cè)中心服務(wù)器的自動(dòng)實(shí)時(shí)通信，并進(jìn)行狀態(tài)參數(shù)的上傳。監(jiān)測(cè)中心對(duì)各個(gè)監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行控制與管理，并對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集與存儲(chǔ)，然后診斷與分析站內(nèi)各電力功能元件的運(yùn)行狀態(tài)，并融合相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行運(yùn)行與檢修管理數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，并以IEC61850為協(xié)議，采用的通信方式為監(jiān)控后臺(tái)通信，并進(jìn)行故障預(yù)警，實(shí)現(xiàn)對(duì)電力功能元件狀態(tài)信息的有效檢修與管理。全站狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)完成整合之后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)全局狀態(tài)信息的收集，并且成為了一個(gè)平臺(tái)來進(jìn)行設(shè)備狀態(tài)信號(hào)的發(fā)布，同時(shí)還具備了設(shè)備故障的診斷、運(yùn)行以及檢修維護(hù)的咨詢與管理的功能。一方面，如此可以對(duì)綜合數(shù)據(jù)平臺(tái)中的數(shù)據(jù)加以充分利用，提高數(shù)據(jù)的可靠性與有效性；另一方面，變電站自動(dòng)化系統(tǒng)可以借助此進(jìn)行自動(dòng)化系統(tǒng)的報(bào)表，完成相關(guān)動(dòng)作，同時(shí)還具備對(duì)設(shè)備狀態(tài)信息的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警分析，為設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的有效管理提供強(qiáng)有力的支持。目前，變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要監(jiān)測(cè)項(xiàng)目包括對(duì)容性設(shè)備絕緣、氧化鋅避雷器的在線監(jiān)測(cè)、斷路器動(dòng)作特性的在線監(jiān)測(cè)、無線測(cè)溫系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、變壓器在線監(jiān)測(cè)以及SF6氣體密度與微水在線監(jiān)測(cè)等等。由此可見，變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的建設(shè)與應(yīng)用非常廣泛，在電網(wǎng)公司運(yùn)行與生產(chǎn)中發(fā)揮著重要的作用。

4 在線監(jiān)測(cè)裝置選取應(yīng)注意的問題

在選取在線監(jiān)測(cè)裝置的過程中，必須對(duì)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行具體分析，并嚴(yán)格遵循相關(guān)原則。首先，就使用壽命而言，要確保在線監(jiān)測(cè)裝置比被檢測(cè)設(shè)備大，就可靠性而言，在線監(jiān)測(cè)裝置也應(yīng)強(qiáng)于被監(jiān)測(cè)設(shè)備。其次，在線監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)量的設(shè)置應(yīng)以電力設(shè)備故障率最高的狀態(tài)量為主要參考依據(jù)。再者，還需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)重要負(fù)荷的間隔。此外，還應(yīng)對(duì)測(cè)量精度進(jìn)行嚴(yán)格控制，避免精度過高而產(chǎn)生較高的成本，通常情況下要以實(shí)際檢測(cè)項(xiàng)目的精度要求為準(zhǔn)。

結(jié)語

綜上所述，變電站一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)方法與配置對(duì)于變電站的發(fā)展而言有著十分重要的意義。其能夠有效提高電網(wǎng)公司生產(chǎn)的工作效率與工作質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理，為設(shè)備故障的診斷與分析提供強(qiáng)有力的支持，使設(shè)備的正常運(yùn)行得到保障。

[1]蔣松，油錫存.智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用與研制[J].黑龍江科學(xué)，2014，5 （04）：266-267.

[2]陳安偉，樂全明，張宗益，等.智能變電站一次主設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)工程實(shí)現(xiàn)[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2012，36（13）：110-115.

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