超高壓智能變電站一次主設(shè)備在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與運(yùn)用研究

摘要：隨著現(xiàn)代化電力需求的大幅度提升，高壓電力設(shè)備是電力體系中的重要結(jié)構(gòu)，當(dāng)設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間投入使用，很可能出現(xiàn)異常現(xiàn)象，設(shè)備的絕緣性降低，從而影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，為了更好地監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備，構(gòu)建智能變電站，科學(xué)設(shè)計(jì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)此，針對(duì)超高壓的智能變電站，分析在線監(jiān)測(cè)主設(shè)備環(huán)節(jié)遇到的主要問題，分析在線監(jiān)測(cè)原則，圍繞數(shù)據(jù)采集模塊、物理鏈路連接等不同維度探討在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，在一次主設(shè)備中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，提升設(shè)備監(jiān)測(cè)的智能水平，促使電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。

關(guān)鍵詞：設(shè)備監(jiān)測(cè)高壓設(shè)備數(shù)據(jù)采集業(yè)務(wù)流程智能化變電站系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TM63

ResearchonDesignandApplicationofOnlineMonitoringSystemforPrimaryMainEquipmentinUltraHigh-VoltageSmartSubstation

SUNZhenqiYANGWenjie

UltraHigh-VoltageCompanyofStateGridShandong ElectricPowerCompany，Ji’nan，ShandongProvince，250000China

Abstract：Withthesignificantincreaseinmodernpowerdemand，high-voltagepowerequipmenthasbecomeanimportantstructureinthepowersystem.Whentheequipmentisputintouseforalongtime，itislikelytoexperienceabnormalphenomenaandtheinsulationoftheequipmentwillreduce，thusaffectingthestableoperationofthepowersystem.Inordertobettermonitorthehigh-voltageequipment，buildasmartsubstationandscientificallydesignanonlinemonitoringsystem，thispaperanalyzesthemainproblemsencounteredin&nbRjvI6pLBE5RZ7EUfhHEjcEbM7XB/dbfwWkzbJrmbZv8=sp;themainequipmentlinkofonlinemonitoringforultra-highvoltageintelligentsubstations，analyzestheonlinemonitoringprinciples.Itdiscussesthedesignpointsofonlinemonitoringsystemarounddifferentdimensionssuchasdataacquisitionmoduleandphysicallinklink，soastorealizereal-timemonitoringinprimaryequipment，improvetheintelligentlevelofequipmentmonitoring，andpromotethestableandsafeoperationofpowergrid.

KeyWords：Equipmentmonitoring;Highvoltageequipment;Dataacquisition;Businessprocess;Smartsubstationsystem

隨著電力工業(yè)的不斷發(fā)展，如今智能化技術(shù)逐漸獲得重用，縱觀整體電網(wǎng)建設(shè)工作，應(yīng)對(duì)超高壓一次主設(shè)備有效監(jiān)測(cè)，科學(xué)診斷異常問題，促使電力系統(tǒng)以安全的狀態(tài)運(yùn)行。相關(guān)人員應(yīng)重視在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、應(yīng)用，充分利用通信、傳感等先進(jìn)的技術(shù)手段，完善電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的在線監(jiān)測(cè)，在電力領(lǐng)域提升操作與管理環(huán)節(jié)的智能水平，提升電力系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)節(jié)的可靠性。

1在線監(jiān)測(cè)主設(shè)備環(huán)節(jié)遇到的主要問題

1.1數(shù)據(jù)采集率水平較低、實(shí)時(shí)性不足

當(dāng)前，電力系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)模逐漸擴(kuò)展，而現(xiàn)實(shí)環(huán)節(jié)傳感裝置的數(shù)據(jù)采集率水平比較低，不能充分保障實(shí)時(shí)效果，促使電力系統(tǒng)受到干擾，當(dāng)執(zhí)行監(jiān)控工作時(shí)服務(wù)水平低下。

1.2電力系統(tǒng)的診斷不全面

目前，電力系統(tǒng)運(yùn)作期間，圍繞電力信號(hào)落實(shí)診斷工作，引進(jìn)合理的技術(shù)手段，經(jīng)過周密的計(jì)算方法，科學(xué)推進(jìn)檢測(cè)流程，當(dāng)相關(guān)人員獲得檢測(cè)結(jié)果后實(shí)現(xiàn)深層診斷，評(píng)估電力系統(tǒng)的可靠性，進(jìn)一步掌握運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)信息?，F(xiàn)階段，系統(tǒng)的診斷實(shí)踐性不足，技術(shù)手段較為單一，導(dǎo)致診斷結(jié)果不夠準(zhǔn)確[1]。

1.3網(wǎng)絡(luò)、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)未能穩(wěn)定連接

結(jié)合當(dāng)前的電力系統(tǒng)構(gòu)架，當(dāng)通過網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)現(xiàn)監(jiān)控時(shí)，要想得到數(shù)據(jù)信息，主要依托遠(yuǎn)程的收集方式，深層探究電力網(wǎng)絡(luò)，其中IP資源并不夠充足，當(dāng)時(shí)間推移，也會(huì)導(dǎo)致在線監(jiān)測(cè)設(shè)備時(shí)的網(wǎng)址明顯波動(dòng)，對(duì)此，當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，將無法以穩(wěn)定的狀態(tài)與網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連接，不利于數(shù)據(jù)的高效收集[2]。

2在線監(jiān)測(cè)一次設(shè)備的原則、系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

2.1原則分析

借助在線監(jiān)測(cè)功能，在一次設(shè)備中，當(dāng)設(shè)備異常情況還未出現(xiàn)，可以有效察覺其中不利于安全運(yùn)行的隱患問題，在監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)主要追求預(yù)防，故而實(shí)時(shí)性不足，對(duì)此現(xiàn)實(shí)環(huán)節(jié)要充分聯(lián)系一次設(shè)備的運(yùn)作特點(diǎn)，對(duì)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰梳理，打造智能變電站，充分發(fā)揮在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的功能。利用傳感器，根據(jù)其性能的相似性，或者監(jiān)測(cè)對(duì)象一致，執(zhí)行整合工作，從而轉(zhuǎn)移到相同的裝置中，利用少量的傳感器，發(fā)揮穩(wěn)定功能。應(yīng)用傳感器時(shí)，促進(jìn)其與在線監(jiān)測(cè)裝置有效整合，在監(jiān)測(cè)部分加入傳感器，促使系統(tǒng)的復(fù)雜性降低，不需要以接線的方式連通采集器、傳感器，改善耦合處理狀態(tài)。對(duì)于應(yīng)用的監(jiān)測(cè)裝置，若類型趨于一致的效果，落實(shí)整合處理舉措[3]。

2.2系統(tǒng)設(shè)計(jì)分析

在智能變電站中，如今在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)揮著舉足輕重的作用，在線監(jiān)測(cè)包含諸多方面，例如：色譜在線等監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)變電站中的重點(diǎn)設(shè)備起著監(jiān)測(cè)作用，方便相關(guān)人員及時(shí)掌握電氣設(shè)備的狀態(tài)情況。

2.2.1數(shù)據(jù)采集模塊設(shè)計(jì)

依托ZigBee技術(shù)實(shí)現(xiàn)相關(guān)傳感器的使用，從而有效收集基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，傳感器的功效強(qiáng)大，可以針對(duì)濕度、溫度等重要的信息實(shí)現(xiàn)完整獲取，當(dāng)收集好信息后，在ZigBee技術(shù)的支持下，從而傳輸?shù)较到y(tǒng)處。當(dāng)獲取現(xiàn)場(chǎng)的信息內(nèi)容時(shí)，由數(shù)據(jù)傳輸總線促使信息流通，當(dāng)信息到達(dá)服務(wù)器，便能促使收集端、系統(tǒng)合理交接。在系統(tǒng)的支持下，監(jiān)測(cè)中心敏銳感知處于主設(shè)備中的各個(gè)元件，經(jīng)過數(shù)據(jù)分析把握當(dāng)前的運(yùn)作狀態(tài)，對(duì)故障現(xiàn)象盡早給予警示提示[4]。

2.2.2物理鏈路的連接設(shè)計(jì)

在主設(shè)備的監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，利用ZigBee技術(shù)傳感器處理手段，改變發(fā)射頻段，經(jīng)過提升處理而超過100MHz，對(duì)具有干擾影響作用的信號(hào)有效發(fā)揮抵抗作用，促使智能變電站可在主設(shè)備監(jiān)測(cè)中更加穩(wěn)定，減少誤差情況發(fā)生。當(dāng)頻段提升，也能很好地應(yīng)對(duì)導(dǎo)體異構(gòu)形成的偏差情況。

2.2.3業(yè)務(wù)流程設(shè)計(jì)

在網(wǎng)絡(luò)電力系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)B／S架構(gòu)的深層研究，可見電力業(yè)務(wù)、系統(tǒng)之間存在較為密切的聯(lián)系，當(dāng)設(shè)計(jì)研究系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)清晰把握業(yè)務(wù)范疇，并針對(duì)其中的流程實(shí)現(xiàn)清理。在系統(tǒng)中結(jié)合不同層級(jí)的管理員，實(shí)現(xiàn)信息定義，例如：管理員的名稱；明確和管理員相關(guān)的傳感器，從綜合視角出發(fā)，實(shí)現(xiàn)信息的正確配置，此過程也要在傳感器的地址等方面做好配置處理；通過傳感器，當(dāng)?shù)玫脚渲梦募r(shí)，要盡快實(shí)現(xiàn)傳輸，由上位機(jī)接收；在傳感器存在著一些文件，經(jīng)過細(xì)致分析，將取得解析的內(nèi)容，轉(zhuǎn)移到數(shù)據(jù)庫(kù)中妥善存放；面對(duì)配置信息，當(dāng)產(chǎn)生修改的需求時(shí)，那么執(zhí)行接下來的步驟，在配置信息中若不需要改進(jìn)，那么便直接由管理人員發(fā)揮自身的職能，將采集數(shù)據(jù)的指令發(fā)送出去，從而在主設(shè)備中落實(shí)在線監(jiān)測(cè)工作；面對(duì)傳感器中的信息，當(dāng)產(chǎn)生修改、再次定義的需求時(shí)，應(yīng)在信息中充分更新，同理，在網(wǎng)絡(luò)儀表中，若需要對(duì)相關(guān)信息實(shí)現(xiàn)修改，也要落實(shí)更新的處理舉措；針對(duì)虛擬表，要改進(jìn)其中的配置信息，或者再次落實(shí)定義工作，在配置信息中應(yīng)予以更新操作；面對(duì)電力參數(shù)、電力指數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，要改進(jìn)其中的配置信息，或者再次落實(shí)定義工作，在配置信息中應(yīng)予以更新操作；由管理人員發(fā)揮自身的職能，將采集數(shù)據(jù)的指令發(fā)送出去，從而在主設(shè)備中落實(shí)在線監(jiān)測(cè)工作[5]。

3在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)用探究

3.1斷路器在線監(jiān)測(cè)

變電站中，斷路器設(shè)備起著開關(guān)調(diào)節(jié)的作用，若斷路器的運(yùn)行狀態(tài)安全，電力系統(tǒng)也會(huì)更加穩(wěn)定。在線監(jiān)測(cè)斷路器環(huán)節(jié)，可以推行觸頭溫度的監(jiān)測(cè)等手段，圍繞斷路器結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，找到主觸頭部位、輔助觸頭區(qū)域，引進(jìn)數(shù)據(jù)采集器和對(duì)溫度敏銳感知的傳感器，規(guī)范落實(shí)安裝操作，從而隨時(shí)把控觸頭溫度的變化，當(dāng)察覺存在不正常的溫度情況時(shí)，盡快落實(shí)應(yīng)對(duì)方案。在斷路器當(dāng)中，有效利用規(guī)模較小的傳感器，增加計(jì)數(shù)器，以此來監(jiān)視斷路器，獲得動(dòng)作次數(shù)，如分閘次數(shù)[6]。在信息通信技術(shù)的支持下，將獲得的信息快速傳送，交給后臺(tái)計(jì)算機(jī)，以自動(dòng)的狀態(tài)完成信息的記錄過程，從而了解動(dòng)作次數(shù)是否發(fā)生不正常的情況。

3.2GIS在線監(jiān)測(cè)

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，可實(shí)現(xiàn)氣體密度、放電頻率的有效測(cè)試，其中安裝傳感器時(shí)，將其處理為內(nèi)置式，在這樣的模式中可以促使監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)更加精準(zhǔn)，當(dāng)GIS內(nèi)部產(chǎn)生放電行為時(shí)，對(duì)其中的電磁波信號(hào)可實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)，防止因電磁波作用而阻礙系統(tǒng)的正常運(yùn)行[7]。在監(jiān)測(cè)環(huán)節(jié)，如果察覺出現(xiàn)了放電情況，那么應(yīng)優(yōu)先從內(nèi)部問題中加以分辨，分析放電信號(hào)的來源，比較中探究源頭究竟為內(nèi)部故障，還是外部電暈。在內(nèi)部，當(dāng)放電信號(hào)出現(xiàn)，一方面應(yīng)查看波形圖，一方面需要查看頻譜圖，從而清晰把握異常情況的類型。進(jìn)行故障分析時(shí)，可在不同的位置處放置傳感器，收集信號(hào)時(shí)間數(shù)據(jù)，經(jīng)過比較來探尋故障問題。

3.3油色譜分析

基于變壓器，綜合分析其中的絕緣介質(zhì)，變壓器油屬于重要的部分，要想促使變壓器系統(tǒng)以穩(wěn)定的狀態(tài)運(yùn)行，應(yīng)考慮油的裂化程度，此環(huán)節(jié)投入油色譜分析技術(shù)，在變壓器處結(jié)合設(shè)定的時(shí)間計(jì)劃實(shí)現(xiàn)油樣的采集，在油中落實(shí)檢測(cè)工作，針對(duì)其中的溶解氣體，一方面檢測(cè)成分，另一方面檢測(cè)濃度。利用傳感器，發(fā)揮實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的作用，在相關(guān)設(shè)備中獲取轉(zhuǎn)動(dòng)速度、溫度等參數(shù)，數(shù)據(jù)收集工作完成之后，短時(shí)間內(nèi)傳輸至控制層，此時(shí)變壓器繼續(xù)發(fā)揮作用，通過分析油樣可知其中溶解了大量的氣體，比如一氧化碳，相關(guān)人員明確成分、濃度等物理量后，在物理量中不斷轉(zhuǎn)化形成電信號(hào)，此時(shí)二次儀表開始響應(yīng)，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化處理電信號(hào)，形成測(cè)量的物理量，為相關(guān)工作人員的觀察、記錄提供支持，有效把握變壓器的情況，檢查某個(gè)區(qū)域過熱情況、放電情況。

3.4母線在線監(jiān)測(cè)

縱觀變電站系統(tǒng)，存在著多種電氣設(shè)備，而各個(gè)設(shè)備的連接要依賴母線，故而母線的穩(wěn)定連接有利于促使電力系統(tǒng)正常發(fā)揮作用。監(jiān)測(cè)期間可針對(duì)導(dǎo)線溫度來判斷，也可以檢查母線的形狀變化情況。利用溫度監(jiān)測(cè)手段，把握溫度的變化狀況，從而明確出現(xiàn)不正常溫度值的線段，進(jìn)而實(shí)施控制方案。利用形狀變化監(jiān)測(cè)手段，把握母線中的重要位置，在此處安裝對(duì)形狀變化精準(zhǔn)監(jiān)測(cè)的裝置，結(jié)合形狀變化情況落實(shí)控制手段，促使整體電力系統(tǒng)受到積極影響，當(dāng)執(zhí)行監(jiān)控工作時(shí)，切實(shí)提升控制水平，為電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來維護(hù)方案。

4結(jié)論

通過上述分析可知，在電力領(lǐng)域努力創(chuàng)建智能化變電站，面對(duì)一次主設(shè)備合理化設(shè)計(jì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，有利于保證電網(wǎng)體系以安全的狀態(tài)運(yùn)行，相關(guān)人員應(yīng)把握在線監(jiān)測(cè)中遇到的問題，切實(shí)遵循系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則，做好基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的收集工作，科學(xué)設(shè)計(jì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，當(dāng)出現(xiàn)故障問題時(shí)，能夠盡早給出預(yù)警提示，相關(guān)人員也能通過獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果制定決策，維護(hù)電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。

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