變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測管理系統(tǒng)概述

徐健 李斌 付學(xué)坤

摘要：經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大對(duì)電網(wǎng)供電可靠性提出了更高的要求，目前，基于預(yù)防性試驗(yàn)的檢修模式盲目性缺點(diǎn)日益顯現(xiàn)，已不能滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行的需要。實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測是提高檢修效率的有效技術(shù)手段，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備全壽命周期管理的重要途徑。基于此，本文分析總結(jié)變電設(shè)備國內(nèi)外在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展，闡述設(shè)備狀態(tài)檢測系統(tǒng)現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞：變電站;設(shè)備狀態(tài);監(jiān)測管理系統(tǒng)

引言

變電站是實(shí)現(xiàn)電能集中分配與電壓電流變換的場所，在輸配電系統(tǒng)中具有極其重要的地位。因此，當(dāng)變電站發(fā)生故障時(shí)，需要相關(guān)運(yùn)行人員快速準(zhǔn)確地定位故障區(qū)域，識(shí)別真正的故障元件并將其隔離，從而快速恢復(fù)非故障區(qū)域的正常運(yùn)行。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的不斷發(fā)展和電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大對(duì)電網(wǎng)供電可靠性提出了更高的要求，目前基于預(yù)防性試驗(yàn)的檢修模式盲目性缺點(diǎn)日益顯現(xiàn)，已不能滿足電網(wǎng)安全運(yùn)行的需要。實(shí)現(xiàn)變電設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測是提高檢修效率的有效技術(shù)手段，是實(shí)現(xiàn)設(shè)備全壽命周期管理的重要途徑。本文著重分析探討變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，以期能為以后的實(shí)際工作起到一定的借鑒作用。

一、國內(nèi)外在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展

變電設(shè)備的狀態(tài)檢修涉及帶電檢測、在線監(jiān)測等多種技術(shù)手段。國內(nèi)隨著電子儀器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，在線監(jiān)測技術(shù)先后使用了單片機(jī)裝置、DPS芯片、計(jì)算機(jī)監(jiān)測裝置。目前總線技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)已在電力設(shè)備監(jiān)測中得到了迅速發(fā)展。國內(nèi)的院校及科研院所均投入了大量的力量進(jìn)行研究和開發(fā)，一些先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理方法如模糊診斷技術(shù)、專家系統(tǒng)、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、不規(guī)則圖形壓縮技術(shù)等均在狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域得到了大規(guī)模應(yīng)用，超聲波、超高頻等探測技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛。隨著信息處理技術(shù)與傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步，變電站設(shè)備狀態(tài)檢修技術(shù)逐步走向成熟、實(shí)用。

二、變電站設(shè)備狀態(tài)檢測系統(tǒng)現(xiàn)狀

科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步推動(dòng)著傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的轉(zhuǎn)變，這由此對(duì)我國的變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)提出了更高的要求，我國的變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)在新時(shí)期的要求下其發(fā)展獲得了極大的進(jìn)步，但是，目前該系統(tǒng)仍存在以下問題：（1）變電站內(nèi)的狀態(tài)監(jiān)測裝置規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化不夠。我國變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)裝置在全國范圍內(nèi)尚未完全統(tǒng)一，各廠家在生產(chǎn)時(shí)按照自己的意愿和理解進(jìn)行生產(chǎn)，因此各裝置在接口和功能上差異較大，在替換時(shí)難以相互匹配，這對(duì)裝置后期的升級(jí)和維護(hù)造成困難;（2）狀態(tài)監(jiān)測信息共享程度較差。目前我國各個(gè)變電站和電力企業(yè)控制中心端以及中心系統(tǒng)和其他各個(gè)系統(tǒng)之間存在著數(shù)據(jù)信息和通信接口差異較大的問題，這嚴(yán)重阻礙了不同的信息之間的共享和利用信息對(duì)設(shè)備進(jìn)行壽命預(yù)測和狀態(tài)評(píng)估的方法;（3）變電站設(shè)備狀態(tài)檢測裝置本身質(zhì)量存疑。我國當(dāng)前的制造工藝水平尚未能完全達(dá)到變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測裝置所需的嚴(yán)格的運(yùn)行環(huán)境，因此時(shí)常存在誤報(bào)漏報(bào)的情況，對(duì)裝置設(shè)備的二次維護(hù)成為電力公司目前所面對(duì)的巨大問題。目前，我國變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)需要建立一套開放標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)來對(duì)變電站進(jìn)行全面監(jiān)管，對(duì)變電站設(shè)備裝置進(jìn)行安全監(jiān)管，消除故障隱患，提高設(shè)備運(yùn)行質(zhì)量。

三、變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)分類

（一）以傳統(tǒng)監(jiān)測技術(shù)為主

變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中最早是以傳統(tǒng)檢測技術(shù)為主。該技術(shù)一般可以分為兩類，一類是通過傳感器技術(shù)應(yīng)用對(duì)變電站實(shí)行在線監(jiān)測，一類是利用傳感器技術(shù)進(jìn)行便攜式儀器檢測。利用傳感器進(jìn)行便攜式檢測設(shè)備

主要是將CPU、外圍電路安裝在便攜儀器上，由此將A/D和傳感器進(jìn)行轉(zhuǎn)換，通過傳感器將檢測時(shí)收集到的信息進(jìn)行在線的計(jì)算和分析，并判斷出設(shè)備目前的使用狀態(tài)。另一類基于傳感器的在線監(jiān)測，這一監(jiān)測技術(shù)主要分兩種形式：第一種是通過對(duì)變電站進(jìn)行集中式的在線監(jiān)測形式，另一類是利用多個(gè)CPU結(jié)構(gòu)進(jìn)行在線監(jiān)測，這一種方法適合無人值守的分層。在線監(jiān)測最初是通過在變電站的設(shè)備裝置上放置多種功能的傳感器，利用傳感器采集裝備上的模擬量，并將裝置上的模擬幣信號(hào)經(jīng)由屏蔽電纜導(dǎo)入選擇開關(guān)，在選擇開關(guān)中再將信號(hào)傳入數(shù)字波形裝置后進(jìn)行轉(zhuǎn)換，之后主機(jī)對(duì)其進(jìn)行信號(hào)處理。長距離的信號(hào)運(yùn)輸會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)失真，因此該技術(shù)目前改進(jìn)成利用總線技術(shù)和CPU進(jìn)行對(duì)變電站設(shè)備的集中控制的在無人值守的分層進(jìn)行的在線監(jiān)測技術(shù)。

（二）智能電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

相比于傳統(tǒng)的變電站設(shè)備監(jiān)測技術(shù)，智能電網(wǎng)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有相當(dāng)優(yōu)勢(shì)的特點(diǎn)：（1）智能高效的數(shù)據(jù)分析技能，通過就地存儲(chǔ)數(shù)據(jù)信號(hào)并進(jìn)行逐層綜合分析;（2）質(zhì)量的提升帶來設(shè)備的可靠性和穩(wěn)定性的提高;（3）通過對(duì)同類的設(shè)備的比較以綜合提高監(jiān)測裝置的質(zhì)量和水平，在重要設(shè)備上需要有能一次性實(shí)現(xiàn)設(shè)備的數(shù)字化裝置以提高監(jiān)測質(zhì)量，促進(jìn)數(shù)字電網(wǎng)的智能化;（4）自動(dòng)化水平更高，變電站的設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)之外的狀態(tài)分析診斷系統(tǒng)能逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的自我診斷和調(diào)整，這推動(dòng)智能監(jiān)測技術(shù)的進(jìn)步。

結(jié)束語

總而言之，隨著我國智能化和數(shù)字化技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)電網(wǎng)的技術(shù)水平正在不斷提高，設(shè)備的自我診斷和分析能力的增強(qiáng)推動(dòng)變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的能力有了很大的突破和發(fā)展。本文提及的變電站設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)在智能化和數(shù)字化方向的技術(shù)進(jìn)步顯得尤為明顯，變電站逐漸統(tǒng)一的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)更能推進(jìn)全景式的狀態(tài)監(jiān)測，使得設(shè)備故障無處可逃。但是，在當(dāng)前的技術(shù)水平下，我國變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)字化和智能化在受到一定的技術(shù)制約，這需要IED的DL/T860更高程度的標(biāo)準(zhǔn)化，此外，生產(chǎn)廠家的裝置制造過程中需提升其質(zhì)量的穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性和可靠性。我國電網(wǎng)為保障安全實(shí)行的物理隔離一定程度上阻礙了信息數(shù)據(jù)的跨區(qū)域傳遞，對(duì)信息的整合和分享也許進(jìn)一步提高。此外，設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的在線診斷和智能預(yù)測在短時(shí)間范圍內(nèi)無法達(dá)到相應(yīng)的水平，單純依靠人工的數(shù)據(jù)分析難以和電力設(shè)備實(shí)現(xiàn)完全的信息結(jié)合。

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