淺談在線監(jiān)測系統(tǒng)在換流站的應(yīng)用與維護

楊梅

摘要：在換流站中戶外GIS、開關(guān)、換流變以及避雷器等都是非常關(guān)鍵的設(shè)備，其運行狀態(tài)會直接影響換流站的安全穩(wěn)定運行?，F(xiàn)針對上述4個主要設(shè)備的在線監(jiān)測系統(tǒng)進行了詳細(xì)介紹，并簡單闡述了換流站在線監(jiān)測系統(tǒng)的維護管理要點。

關(guān)鍵詞：換流站;在線監(jiān)測系統(tǒng);GIS;戶外開關(guān);避雷器;變壓器

0 引言

換流站是指在高壓直流輸電系統(tǒng)中，實現(xiàn)交流電和直流電互換，并保證其達(dá)到電力系統(tǒng)對于安全穩(wěn)定及電能質(zhì)量的要求而建立的站點。換流站中的開關(guān)、換流變以及避雷器等都是非常重要的設(shè)備，其安全運行直接影響到變電站的安全穩(wěn)定運行，進而對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行造成影響。

在換流站中應(yīng)用在線監(jiān)測系統(tǒng)的主要目的是對換流站中相關(guān)設(shè)備的運行狀態(tài)進行監(jiān)測，在此基礎(chǔ)上對設(shè)備的性能優(yōu)劣、健康狀態(tài)以及發(fā)展趨勢進行診斷分析。

1 在線監(jiān)測系統(tǒng)在換流站的應(yīng)用

一體化在線監(jiān)測系統(tǒng)實時采集換流站內(nèi)設(shè)備的狀態(tài)數(shù)據(jù)，并進行綜合診斷分析。其內(nèi)部是一個相對獨立的互聯(lián)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)，能夠滿足站內(nèi)運行監(jiān)視與管理要求，為遠(yuǎn)端監(jiān)控主站提供數(shù)據(jù)，滿足監(jiān)控主站對站內(nèi)數(shù)據(jù)監(jiān)視工作的需要。

換流站一體化在線監(jiān)測系統(tǒng)經(jīng)正向隔離裝置接至綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)，分兩路直接接至雙平面調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)，采用IEC-60870-5-104協(xié)議，通過統(tǒng)一總線對外提供數(shù)據(jù)接口，采用CET-8000的多引擎數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)。

1.1? ? GIS在線監(jiān)測子系統(tǒng)

500 kV GIS SF6在線監(jiān)測系統(tǒng)，共配置435臺SF6密度傳感器，實現(xiàn)500 kV各氣室的SF6壓力、密度的在線監(jiān)測，在線監(jiān)測IED分別安裝在10臺500 kV斷路器就地匯控柜中。

1 000 kV GIS SF6在線監(jiān)測系統(tǒng)，共配置303臺SF6密度傳感器，實現(xiàn)1 000 kV各氣室的SF6壓力、密度的在線監(jiān)測，在線監(jiān)測IED分別安裝在7臺1 000 kV斷路器就地匯控柜中。

500 kV GIS室SF6泄漏報警在線監(jiān)測系統(tǒng)，實現(xiàn)500 kV GIS室的SF6氣體泄漏情況在線監(jiān)測。SF6/O2雙氣體探頭共配置19個，均勻放置于GIS管道下。

1 000 kV GIS室局放在線監(jiān)測系統(tǒng)，采集現(xiàn)場185個局放傳感器信息，通過四芯光纖傳輸?shù)?個現(xiàn)場大機柜，再傳輸?shù)椒胖糜? 000 kV第三繼電器室的1 000 kV GIS局放在線監(jiān)測屏，進行局放在線監(jiān)測。

1.2? ? 戶外開關(guān)在線監(jiān)測子系統(tǒng)

1 000 kV斷路器在線監(jiān)測裝置分別為1 000 kV第一濾波器大組斷路器在線監(jiān)測柜和1 000 kV第二濾波器大組斷路器在線監(jiān)測柜，實現(xiàn)對1 000 kV交流濾波器場兩大組交流濾波器各15臺斷路器SF6氣體的在線監(jiān)測，與一體化在線監(jiān)測平臺主機屏之間通過ST多模光纖上傳數(shù)據(jù)。

1.3? ? 換流變在線監(jiān)測子系統(tǒng)

高端換流變在線監(jiān)測裝置采集極1高端、極2高端換流變及高端備用換流變本體套管SF6壓力、本體油位、分接開關(guān)油位、頂層油溫、繞組溫度等的4～20 mA模擬量以及有載開關(guān)檔位及動作次數(shù)，并通過換流變本體鐵芯夾件接地傳感器測量鐵芯、夾件接地電流，通過避雷器監(jiān)測器監(jiān)測換流變進線避雷器動作次數(shù)、泄漏電流，通過油色譜在線監(jiān)測、檢測微水。在線監(jiān)測信號接至換流變智能組件柜。

低端換流變在線監(jiān)測裝置采集極1低端、極2低端換流變及低端備用換流變本體套管SF6壓力、本體油位、分接開關(guān)油位、頂層油溫、繞組溫度等的4～20 mA模擬量以及有載開關(guān)檔位及動作次數(shù)，并通過換流變本體鐵芯夾件接地傳感器測量鐵芯、夾件接地電流。在線監(jiān)測信號接至換流變智能組件柜。

500 kV 521B站用變在線監(jiān)測箱采集500 kV 521B站用變本體油位、頂層油溫、繞組溫度等4～20 mA模擬量以及鐵芯、夾件接地電流信息，在線監(jiān)測信號接至500 kV 521B站用變在線監(jiān)測箱。

400 V開關(guān)柜干式變繞組測溫在線監(jiān)測裝置安裝在閥組380/220 V工作I段與工作II段分段開關(guān)柜和站公用380/220 V工作I段與工作II段分段開關(guān)柜中，通過繞組測溫探頭采集干變各相繞組溫度等4～20 mA模擬量信號。

每臺換流變及500 kV 521B站用變各配置一套油色譜在線監(jiān)測裝置（TM8），分別內(nèi)置于換流變智能組件柜和500 kV 521B站用變在線監(jiān)測箱，均就近放置在換流變或站用變在線監(jiān)測進出油口附近，為立柱式安裝。

1.4? ? 避雷器在線監(jiān)測子系統(tǒng)

500 kV交流避雷器/斷路器在線監(jiān)測裝置共有3面在線監(jiān)測柜，實現(xiàn)對交流避雷器放電次數(shù)、泄漏電流以及交流濾波器場斷路器SF6氣體的在線監(jiān)測。500 kV交流出線側(cè)共有18臺避雷器監(jiān)測器，將信號送至500 kV斷路器避雷器在線監(jiān)測柜。500 kV交流濾波器場斷路器每相配置1臺交流斷路器SF6傳感器，共計42臺。12臺濾波器大組母線避雷器監(jiān)測器分別接入斷路器/避雷器在線監(jiān)測柜1和斷路器/避雷器在線監(jiān)測柜2。3面500 kV交流避雷器/斷路器在線監(jiān)測柜與一體化在線監(jiān)測平臺主機屏之間通過ST多模光纖上傳數(shù)據(jù)。

1 000 kV交流避雷器在線監(jiān)測裝置實現(xiàn)對交流避雷器放電次數(shù)、泄漏電流的在線監(jiān)測。3臺500 kV 521B站用變避雷器監(jiān)測器以及1 000 kV交流濾波器場9臺避雷器監(jiān)測器接入到1 000 kV避雷器在線監(jiān)測柜。

直流場閥廳避雷器在線監(jiān)測實現(xiàn)對極1、極2直流場避雷器動作次數(shù)、泄漏電流的在線監(jiān)測。在戶外直流場極1、極2各安裝2臺避雷器監(jiān)測儀，分別監(jiān)測800 kV直流極線避雷器F4和F5;在極1、極2高端閥廳各安裝2臺避雷器監(jiān)測儀，分別監(jiān)測800 kV直流極線避雷器F1和12脈動換流單元6脈動橋避雷器F2;在極1、極2低端閥廳各安裝3臺避雷器監(jiān)測儀，分別監(jiān)測雙12脈動橋避雷器F1、中性母線避雷器F2、12脈動換流單元6脈動橋避雷器F3，均通過485電纜接入直流場閥廳避雷器在線監(jiān)測IED。

2 換流站的運行和維護

設(shè)備投入運行后，受到各方面因素的綜合影響，比如制造質(zhì)量存在缺陷、運輸以及安裝時造成損傷、使用時間過長老化等，都會引起設(shè)備出現(xiàn)缺陷或者異常。一旦設(shè)備出現(xiàn)缺陷或者異常，運行人員必須及時對其進行記錄，并進行原因分析，在此基礎(chǔ)上采取相應(yīng)的措施消除缺陷。

（1）當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)缺陷時，運行人員必須要對其原因及發(fā)展趨勢進行分析，弄清楚缺陷類別并做好相關(guān)記錄。根據(jù)缺陷嚴(yán)重程度向值班調(diào)度員或者有關(guān)上級領(lǐng)導(dǎo)報告，必要時還應(yīng)填報設(shè)備緊急搶修單。

（2）若無法對設(shè)備缺陷類別以及原因進行正確判斷，相關(guān)負(fù)責(zé)人需要組織所有運行人員實施鑒定，如果仍然無法進行正確判斷，則需要向上級領(lǐng)導(dǎo)報告，組織專業(yè)人員實施鑒定。

（3）當(dāng)設(shè)備出現(xiàn)較為嚴(yán)重的缺陷時，運行人員必須要加強監(jiān)視，增加巡視次數(shù)，觀察并分析缺陷發(fā)展趨勢，做出相應(yīng)的事故預(yù)測并制定事故處理應(yīng)對方案。

（4）消除設(shè)備缺陷之后，運行人員還需要對其實施質(zhì)量進行驗收。如果無法一次性消除全部缺陷，則可以分階段消除并檢查驗收，同時做好相關(guān)記錄工作。

（5）發(fā)生設(shè)備出現(xiàn)缺陷之后應(yīng)該做好詳細(xì)的記錄，找到發(fā)生缺陷的具體位置以及時間、條件等。消除缺陷之后還應(yīng)該對檢修試驗情況進行詳細(xì)記錄，同時在缺陷系統(tǒng)中將其消缺。

（6）針對設(shè)備發(fā)生缺陷的次數(shù)以及原因，應(yīng)該定期、系統(tǒng)地進行分析統(tǒng)計，找到發(fā)生缺陷的基本規(guī)律并及時總結(jié)經(jīng)驗，只有這樣才可以逐漸提升設(shè)備管理水平。

（7）設(shè)備如果產(chǎn)生某種聲響、氣味、光亮等，若無法當(dāng)即確定缺陷種類和原因時，應(yīng)將其視為異?，F(xiàn)象并記錄在案，之后查找原因再解決。

3 結(jié)語

換流站的GIS、戶外開關(guān)、換流變以及避雷器等都是非常重要的設(shè)備，其安全運行直接影響換流站的安全穩(wěn)定運行。本文針對上述4個主要設(shè)備的在線監(jiān)測系統(tǒng)進行了詳細(xì)介紹，并總結(jié)了設(shè)備維護的相關(guān)要點，有助于提升換流站設(shè)備的運維管理水平。