變電站信息化改進(jìn)探討

胡佳

摘要：當(dāng)前電氣設(shè)備的制造水平越來(lái)越高，設(shè)備故障率大幅降低，但是對(duì)于大型企業(yè)來(lái)講，要想發(fā)揮資產(chǎn)運(yùn)行的最高效益，那么就需要設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行。設(shè)備長(zhǎng)周期運(yùn)行，該如何掌握電氣設(shè)備劣化情況，如何獲得電氣設(shè)備劣化曲線信息，提前發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備隱患，做到預(yù)判式隔離處理，保證電氣設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行是我們面臨的問(wèn)題。本文從變電站監(jiān)控后臺(tái)信息優(yōu)化、110kVGIS六氟化硫氣體密度壓力、微水在線監(jiān)測(cè)、變壓器油在線監(jiān)測(cè)、重要電氣設(shè)備在線測(cè)溫監(jiān)測(cè)診斷、視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)功能等幾方面，探討變電站電氣設(shè)備信息化改進(jìn)工作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)變電站電氣設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、實(shí)時(shí)顯示、診斷分析、故障報(bào)警等功能，并在設(shè)備故障發(fā)生前及設(shè)備性能降低到不能允許的極限前，實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。這樣既可以節(jié)省大量的人力物力，又能提高電氣設(shè)備的利用率和可靠性。

關(guān)鍵字：電氣設(shè)備;監(jiān)控系統(tǒng);在線監(jiān)測(cè);視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng);在線測(cè)溫診斷

1. 概述

變電站是大型企業(yè)中的動(dòng)力核心，在建成投運(yùn)后，會(huì)保持長(zhǎng)周期運(yùn)行，而如何保證企業(yè)電氣設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行是我們目前面臨的迫切問(wèn)題。雖然當(dāng)前電氣設(shè)備的制造水平越來(lái)越高，更安全、更信息化的電氣設(shè)備也越來(lái)越多，設(shè)備的更新?lián)Q代也越來(lái)越快。但對(duì)于已投運(yùn)的變電站來(lái)說(shuō)徹底的改造或更新設(shè)備是不太現(xiàn)實(shí)的。那怎樣在變電站現(xiàn)有的電氣設(shè)備上進(jìn)行改進(jìn)，保證這些電氣設(shè)備優(yōu)質(zhì)運(yùn)行，監(jiān)控設(shè)備老化情況，提前發(fā)現(xiàn)隱患預(yù)警信息，做到及時(shí)隔離、處理，保證供電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，就顯得相當(dāng)重要。2. 110kV GIS設(shè)備SF6密度、微水傳感器在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

GIS設(shè)備的所有帶電部分被金屬外殼所包圍，外殼采用銅排接地，GIS各氣室內(nèi)部充有一定壓力的SF6氣體，以SF6氣體作為與外殼之間的絕緣介質(zhì)。SF6氣體是一種絕緣強(qiáng)度很高的氣體，SF6在0.1MPa時(shí)絕緣強(qiáng)度是空氣的3倍，但SF6作為絕緣介質(zhì)，對(duì)其密度是有要求的，如我站110kVGIS斷路器氣室SF6壓力要求為0.52MPa，低于0.45MPa時(shí)告警，低于0.4MPa時(shí)閉鎖操作。

現(xiàn)在大多數(shù)GIS設(shè)備存在下列缺點(diǎn)：

（1）大多數(shù)GIS設(shè)備只能就地查看SF6氣體密度表壓力數(shù)據(jù);

（2）SF6氣體微水含量只有到就地才能測(cè)量，測(cè)量時(shí)易導(dǎo)致密度不足，需要補(bǔ)充SF6氣體;

（3）主控后臺(tái)無(wú)法實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，氣室內(nèi)壓力出現(xiàn)異常和達(dá)到臨界值時(shí)不能提前發(fā)現(xiàn)，當(dāng)開(kāi)關(guān)氣室內(nèi)壓力降到報(bào)警值和閉鎖值值班員才能發(fā)現(xiàn)。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，目前可以對(duì)現(xiàn)有的GIS設(shè)備SF6氣體密度壓力表進(jìn)行改進(jìn)，將原有的只有報(bào)警和閉鎖節(jié)點(diǎn)的密度表更換為可以監(jiān)測(cè)SF6氣體微水、壓力、溫度的綜合監(jiān)測(cè)器。每套監(jiān)測(cè)器自帶地址或者可設(shè)置地址，通過(guò)RS-485等數(shù)據(jù)通訊方式，將數(shù)據(jù)信息上傳至監(jiān)控后臺(tái)，經(jīng)過(guò)后臺(tái)監(jiān)控軟件分析出結(jié)果。

經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)后，運(yùn)行人員能在監(jiān)控后臺(tái)實(shí)時(shí)查看各個(gè)斷路器、隔離開(kāi)關(guān)氣室的SF6密度和微水含量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，還可以追蹤歷史趨勢(shì)，判斷設(shè)備劣化情況，達(dá)到提前發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障隱患，消除斷路器、隔離開(kāi)關(guān)等氣室漏點(diǎn)的目的。保證GIS設(shè)備的長(zhǎng)周期穩(wěn)定運(yùn)行同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了GIS設(shè)備SF6零泄漏。

3.變壓器油在線分析系統(tǒng)

變壓器是供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，用于電能的轉(zhuǎn)換。在電力行業(yè)中，變壓器檢修目前實(shí)行計(jì)劃?rùn)z修制度，按照電力設(shè)備預(yù)防性試驗(yàn)規(guī)程，按期進(jìn)行計(jì)劃?rùn)z修。而計(jì)劃?rùn)z修不可避免會(huì)存在檢修過(guò)?；驒z修不足的問(wèn)題。例如，過(guò)去變壓器油檢測(cè)通常使用變壓器油采樣送實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)，當(dāng)前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用在線油品綜合分析系統(tǒng)可以有效避免這些問(wèn)題，并最終實(shí)現(xiàn)變壓器的狀態(tài)檢修[1]。

根據(jù)變壓器絕緣油中故障特征氣體的成分、含量及其增長(zhǎng)率來(lái)判斷變壓器內(nèi)部潛伏性故障的方法——油中氣體分析法，得到國(guó)內(nèi)外普遍認(rèn)可。此方法能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)變壓器油中氣體成分、含量，同時(shí)也可以監(jiān)測(cè)變壓器油微水含量，并且將采集的數(shù)據(jù)生成趨勢(shì)畫(huà)面，有利于設(shè)備管理人員對(duì)變壓器高能量放電故障或者高熱故障的判斷，做到變壓器的狀態(tài)檢修，提高了效率并保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

4. 電氣設(shè)備在線測(cè)溫監(jiān)測(cè)技術(shù)

變電站電氣設(shè)備的發(fā)熱故障是電力系統(tǒng)中非常重要的安全隱患，具有非常大的危害，要確保電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定地運(yùn)行就必須解決電氣設(shè)備的發(fā)熱問(wèn)題。另外，及時(shí)的檢測(cè)出電氣設(shè)備的發(fā)熱故障，對(duì)發(fā)熱故障及時(shí)的采取修復(fù)措施，使之在最初階段消失，可以確保供電系統(tǒng)能夠長(zhǎng)時(shí)間安全運(yùn)行，同時(shí)也能顯著降低維護(hù)和維修成本，避免因?yàn)橥蝗煌ｋ姸斐蓳p失。

在變電站電氣設(shè)備上使用紅外熱成像在線測(cè)溫監(jiān)測(cè)技術(shù)將徹底克服傳統(tǒng)的測(cè)溫困難，具有在線、覆蓋設(shè)備范圍廣、自動(dòng)巡檢、精確測(cè)溫、智能分析、受環(huán)境及人員技能影響小等特點(diǎn)，為高電壓設(shè)備的狀態(tài)檢修、安全運(yùn)行監(jiān)測(cè)提供了良好的應(yīng)用手段;能及時(shí)發(fā)現(xiàn)電氣設(shè)備熱故障源，可以有效的避免重大事故的發(fā)生，是保證電氣設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的有效辦法。

紅外熱成像在線測(cè)溫診斷系統(tǒng)可將紅外熱成像測(cè)溫儀與普通可見(jiàn)光攝像系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，可精準(zhǔn)地實(shí)現(xiàn)對(duì)電氣設(shè)備的在線式溫度監(jiān)測(cè)，并具備自動(dòng)巡檢、自動(dòng)預(yù)警、遠(yuǎn)程控制、手動(dòng)測(cè)溫等功能。結(jié)合圖像監(jiān)控、信息巡視系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備熱故障診斷。

以上對(duì)電氣設(shè)備的精準(zhǔn)測(cè)溫可以確保提前發(fā)現(xiàn)隱患，做到預(yù)警式的檢修。

5. 變電站視頻監(jiān)控聯(lián)動(dòng)功能

變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)是變電站安防重要的組成之一，對(duì)于變電站的環(huán)境及設(shè)備的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控、記錄，以便監(jiān)測(cè)外部環(huán)境，防火防盜，給出一系列相關(guān)的視頻和圖像資料供參考[2]。同時(shí)可以用于操作、檢修的遠(yuǎn)方監(jiān)護(hù)。

變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)的功能有很多，我們這里重點(diǎn)討論視頻聯(lián)動(dòng)功能。

電力視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以與其它系統(tǒng)進(jìn)行結(jié)合，如電氣監(jiān)控后臺(tái)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、安防門(mén)禁系統(tǒng)等。如：電氣監(jiān)控后臺(tái)告警，一臺(tái)變壓器故障跳閘，在電氣監(jiān)控后臺(tái)界面開(kāi)關(guān)變位告警的同時(shí)，可以彈出視頻聯(lián)動(dòng)監(jiān)控故障變壓器、變壓器的上下開(kāi)關(guān)設(shè)備等，視頻監(jiān)控根據(jù)電子地圖第一時(shí)間將監(jiān)控畫(huà)面切過(guò)去，并保存錄像，可以讓運(yùn)行人員及時(shí)判斷故障情況，做出正確的應(yīng)急操作，保證安全供電。

總之，變電站視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控與電力監(jiān)控系統(tǒng)的完美融合，實(shí)現(xiàn)視頻監(jiān)控服務(wù)器的信息和電氣SCADA服務(wù)器進(jìn)行通訊，實(shí)現(xiàn)變電站報(bào)警信息的聯(lián)動(dòng)。將帶來(lái)管理觀念、管理方式的巨大變革，可以更好的服務(wù)于企業(yè)的發(fā)展。

6. 結(jié)束語(yǔ)

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不但本身故障少，而且能夠及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)變電站內(nèi)主設(shè)備的缺陷，為設(shè)備的安全穩(wěn)定運(yùn)行發(fā)揮了積極作用[3]。變電站信息化改進(jìn)，對(duì)于在役變電站電氣設(shè)備信息化改進(jìn)工作來(lái)講，不但要考慮如何改進(jìn)電氣設(shè)備的信息化功能，還要考慮新接入信息化系統(tǒng)和原有系統(tǒng)（如電氣監(jiān)控系統(tǒng)）的兼容問(wèn)題，更要充分考慮變更風(fēng)險(xiǎn)，需要進(jìn)行全面評(píng)估。對(duì)于新建變電站，在設(shè)計(jì)階段就應(yīng)該全方位的考慮變電站的信息化建設(shè)。

參考文獻(xiàn)

[1]李紅雷，劉先勇，周方潔，胡勁松，性能可靠的變壓器色譜在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)[J]， 中國(guó)電工技術(shù)學(xué)會(huì)，2006（4）：140-143

[2]李洪兵，變電站監(jiān)控系統(tǒng)在電力調(diào)度的應(yīng)用探討[J]， 科技創(chuàng)新與應(yīng)用，2016（33）：160

[3]郭凱軍，孫波，郭碧翔，變電所電氣設(shè)備在線監(jiān)測(cè)[J]，中國(guó)電力教育，2010（6）：345-346