一種新型變電站監(jiān)測裝置校驗方法研究

馬 勇 胡成博 徐長福

（江蘇省電力公司電力科學研究院，江蘇 南京211103）

0 引言

目前對變電設備在線監(jiān)測裝置的校驗，需要專業(yè)人員攜帶相關(guān)的校驗設備，去現(xiàn)場進行比對校驗。這種重復性試驗不僅浪費大量人力物力，效率低下，同時容易造成人為誤差，給校驗工作帶來不安全隱患。針對以上問題，本文提出了一種新型的變電站監(jiān)測裝置校驗方法，該方法基于無線通信技術(shù)和計算機控制技術(shù)，通過VPN 無線專用網(wǎng)絡并經(jīng)安全接入平臺系統(tǒng)接入電力內(nèi)網(wǎng)，從在線監(jiān)測主站平臺獲取被校驗的在線監(jiān)測裝置的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)；建立覆蓋全站的無線局域網(wǎng)環(huán)境，與各類標準信號源、標準監(jiān)測裝置之間建立穩(wěn)定、可靠的無線加密網(wǎng)絡鏈接；利用各類標準信號源、標準監(jiān)測裝置，實現(xiàn)對各類常見在線監(jiān)測裝置的數(shù)據(jù)校驗工作。

1 車載智能校驗系統(tǒng)總體設計

1.1 校驗現(xiàn)狀

目前常用的校驗過程如下：

（1）根據(jù)需校驗的在線檢測裝置，專業(yè)人員選擇對應的標準信號源，攜帶去校驗現(xiàn)場。

（2）到達現(xiàn)場后，把標準信號源加載在需要校驗的在線監(jiān)測裝置上，手工調(diào)節(jié)標準信號源的輸出，手工記錄相應數(shù)據(jù)。

（3）登錄電力內(nèi)網(wǎng)中的在線監(jiān)測主站平臺，查找校驗試驗進行時相應的在線監(jiān)測裝置的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，并手動記錄。

（4）重復步驟（2）（3），得到被校驗的在線監(jiān)測裝置在全量程范圍內(nèi)的多組數(shù)據(jù)。

（5）將標準信號源的輸出信號數(shù)據(jù)和被校驗在線監(jiān)測裝置的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)進行人工比對，得出被校驗的在線監(jiān)測裝置數(shù)據(jù)準確與否的結(jié)論。

1.2 存在問題

現(xiàn)有的校驗方法缺點很明顯，具體如下：

（1）現(xiàn)場校驗試驗過程中，各儀器為相互孤立狀態(tài)，無相互數(shù)據(jù)交互。

（2）校驗過程中標準信號源需要手動調(diào)節(jié)參數(shù)和觸發(fā)動作。重復性試驗、數(shù)據(jù)記錄等方面均依靠人工完成，效率低下。

（3）校驗試驗過程中用于比對的在線檢測裝置實時監(jiān)測數(shù)據(jù)的獲取，需要去電力內(nèi)網(wǎng)中的在線監(jiān)測主站平臺，依靠人工界面查詢，很不方便。

（4）校驗數(shù)據(jù)人工記錄，校驗結(jié)果人工比對，容易造成人為的誤差。

（5）校驗結(jié)果未實現(xiàn)電子化線上維護，不方便建立在線檢測裝置校驗記錄及事后檢索。

（6）校驗需要有經(jīng)驗的專業(yè)技術(shù)人員去現(xiàn)場進行操作。由于變電在線監(jiān)測裝置的普及，要定期完成這些裝置的巡檢，要動用大量的專業(yè)技術(shù)人員。

2 新型變電站監(jiān)測裝置校驗方法

為彌補現(xiàn)有變電站在線監(jiān)測裝置校驗方法中各儀器相互孤立、儀器控制及數(shù)據(jù)管理自動化程度低下、數(shù)據(jù)比對存檔檢索等不方便、校驗工作效率低下、需要大量專業(yè)人員等問題［1－2］，本文提供了一種基于無線通信技術(shù)和計算機控制技術(shù)的車載化變電設備狀態(tài)監(jiān)測裝置智能校驗方法。

通過VPN 無線專用網(wǎng)絡并經(jīng)安全接入平臺系統(tǒng)接入電力內(nèi)網(wǎng)，從在線監(jiān)測主站平臺獲取被校驗的在線監(jiān)測裝置的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)；利用無線局域網(wǎng)通訊系統(tǒng)分別和移動音視頻監(jiān)控終端、標準信號源、手持PDA 進行連接通信；設計標準信號源控制輸出方案，實時比對標準信號源輸出信號數(shù)據(jù)和被校驗的在線監(jiān)測裝置的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，利用計算機軟件自動產(chǎn)生校驗結(jié)果；利用手持PDA 通過WiFi和標準信號源通信，所述手持PDA 經(jīng)過授權(quán)后可對標準信號源進行操作；可利用相關(guān)計算機技術(shù)開發(fā)人機交互界面，預設、手動設定標準信號源的輸出方案。配合數(shù)據(jù)庫，對被校驗的在線監(jiān)測裝置建檔并保存校驗記錄，支持查詢歷史校驗記錄［3］。

3 方法步驟

新型變電設備狀態(tài)監(jiān)測智能校驗方法包括以下步驟：

（1）將配置有通信中心、標準信號源、無線局域網(wǎng)通訊系統(tǒng)和移動音視頻監(jiān)控終端的車輛駛?cè)氡恍ｒ灥脑诰€監(jiān)測裝置所在的變電站，并停在變電站的安全區(qū)。

（2）打開相應操作軟件，搜索被校驗的在線監(jiān)測裝置的ID，查找該裝置，當該裝置是第一次校驗時，在車載中心建立檔案；若該裝置的校驗檔案已經(jīng)存在，查閱校驗的歷史記錄，為本次校驗做準備。

（3）等待車載中心和電力內(nèi)網(wǎng)建立穩(wěn)定的通信后，讀取該裝置的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（4）根據(jù)所需校驗的在線監(jiān)測裝置選擇相應的標準信號源，將所選擇的標準信號源安裝在被校驗的在線監(jiān)測裝置相鄰位置，將標準信號源的輸出加載到被校驗的在線監(jiān)測裝置的傳感器上。

（5）將無線局域網(wǎng)通訊系統(tǒng)的收發(fā)末端布置到校驗現(xiàn)場，架設臨時無線局域網(wǎng)。

（6）將移動音視頻監(jiān)控終端布置到校驗現(xiàn)場，調(diào)節(jié)視頻信號，現(xiàn)場監(jiān)控校驗進程，并在需要時通過網(wǎng)絡電話遠程指導校驗操作。

（7）根據(jù)歷史校驗結(jié)果，有針對性地編制校驗方案或者采用預設的校驗方案，發(fā)送給標準信號源，等標準信號源發(fā)回就緒信號后，開始校驗。

（8）實時比對標準信號源輸出信號數(shù)據(jù)和被校驗的在線監(jiān)測裝置的實時監(jiān)測數(shù)據(jù)，根據(jù)預設的誤差范圍，判斷該裝置監(jiān)測信號的準確性。

（9）在校驗過程中，若需要現(xiàn)場調(diào)節(jié)標準信號源的輸出，授權(quán)手持PDA 對標準信號源進行操作；或者授權(quán)標準信號源，通過標準信號源上的操作鍵進行操作。

（10）校驗結(jié)束后，生成校驗報表并存儲，方便以后檢索。

4 標準信號源

4.1 斷路器標準信號源

斷路器標準信號源模擬斷路器正常工作和異常工作時的各項參數(shù)：一次回路的開斷電流；分、合閘線圈電流；儲能電機電流；行程傳感器電壓信號、電流信號、數(shù)字信號。

斷路器工作狀態(tài)模型可以手動設置，也可以導入在實際檢修中獲取的典型正常、故障波形由標準信號源輸出。

4.2 避雷器/容性設備/鐵芯泄漏電流標準信號源

避雷器、容性設備、變壓器鐵芯漏電流在線監(jiān)測裝置都是通過監(jiān)測設備的電流、相位等參量來監(jiān)測該設備的運行狀態(tài)。本文中避雷器/容性設備/鐵芯泄漏電流標準信號源采用三相交直流指示儀表。

4.3 中性點電流標準信號源

變壓器中性點電流標準信號源采用直流電流標準源來實現(xiàn)，其輸出電壓為0～20V，輸出電流幅值為0～50A，電流精度為0.1%，輸出為直流輸出。

4.4 SF6氣體密度標準信號源

SF6氣體密度信號源采用儲氣缸與可變氣缸配合操作的方法來實現(xiàn)。采用直徑250mm 的可調(diào)行程的氣缸作為SF6的可變壓力氣缸，內(nèi)置壓力傳感器和溫濕度傳感器，通過電動推桿來調(diào)節(jié)氣缸內(nèi)SF6氣體的壓力，使之達到預設的SF6氣體壓力，供被校驗裝置比對。

5 結(jié)語

本方法避免了以往只能人工手動進行校驗、效率低下、不方便存檔檢索的問題，滿足了電力部門變電站在線監(jiān)測裝置校驗的智能化要求，具有非常廣闊的應用前景和實用價值。

［1］張東進.變電站設備絕緣在線監(jiān)測系統(tǒng)的研究與應用［J］.電力設備，2004，5（7）：23－26.

［2］魯東海，孫純軍，王曉虎.智能變電站中在線監(jiān)測系統(tǒng)設計［J］.電力自動化設備，2011，31（1）：134－137.

［3］吳桂初，曾云亮，李晗，等.斷路器在線校驗系統(tǒng)的設計［J］.科技通報，2007，23（6）：873－877.