智能變電站設備診斷與狀態監測技術研究

楊志勇

摘 要：目的 探討與分析智能變電站設備診斷、狀態監測技術在智能變電站建設與設備運行監控中的作用，研究智能變電站電力設備狀態監測系統的構成。方法 通過對智能變電站電力設備監測方案進行設計，并列舉相關的診斷實例，分析設備狀態監測對設備診斷的意義。結果 變電站設備的智能狀態監測是變電站實現網絡化信息共享的基本條件，同時也是其實現自動控制、開展在線分析、協同互動、為其決策提供依據的必要準備。不僅能夠及時掌握電力設備的運行狀況，同樣也是對設備進行綜合診斷的依據。它是智能變電站構建的基礎技術支撐。結論 在電網設備中引入較為成熟的監測技術，是提高智能設備監測的準確性與有效性的關鍵。

關鍵詞：變電站 設備 診斷 狀態監測 設計

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）06（c）-0020-02

變電站是智能電網的重要構成部分，目前已在智能變電站建設領域引起了廣泛的關注。對變電站設備的智能狀態監測主要是指應用現代化的數據化信息系統，以網絡化的通訊平臺作為媒介，同時將信息共享標準作為要求，來實現信息采集、控制、監測、保護等功能的設施[1]。它能夠對電網實施靈活化的控制，并提供在線決策，實現電網調度與變電站的互動。它是確保電力設備正常運作的關鍵，同時也是實現智能監測的基礎[2]。對電力設備進行智能狀態監測同樣能夠為電力設備故障診斷提供依據[3]。

1 智能變電站狀態監測系統的主要構成

對電力設備狀態的監測主要依賴網絡及傳感技術，通過在較短時間內獲取電力設施的特征參數，并通過計算機軟件實施分析與處理，迅速對設備的可靠性與安全性做出評估與診斷，預估設備的使用壽命，為及早發現設備的潛在故障提供條件，進而提高電力設備供電的安全性與可靠性[4]。開展電力設備的智能狀態監測是降低設備故障率的關鍵。雖然變電站電力設施種類較多，且結果類型不一，但建立狀態監測系統必須歷經3個主要步驟。即采集電力設備的數據信號，傳輸數據內容，診斷與處理數據信息。

一般變電站內部電磁環境相對來說比較復雜，在采集信號傳輸的過程中同樣可能受到外界環境的干擾，導致信號失真[5]。因此，為避免模擬信號在傳輸過程中的失真問題，現提倡將現場總線技術應用于智能狀態監測中，實施模擬信號的轉換，并對主機實施連續性監測與處理。通常智能變電站主要由3層結構組成，包括過程層、間隔層與站控層。采取模塊式的設計技術與現場總線的控制技術。對變電站的通信網絡進行分層設定。在變電站內部安裝相應的數據處理與采集系統，并對數據進行診斷與分析，并經由網絡將監測數據反饋至數據管理及診斷系統中，對變電站的電力設備的運行狀態進行實時監控。應用總線式的結構，靈活性較強，在加入或撤除監測設備時，無需改變整個監控系統的結構，僅需增加對應的智能組件即可，在一定程度上減輕了主機的負荷，且系統具備較強的開放性，同時可提高監測的可信度。

2 智能變電站設備診斷、狀態監測系統的設計

智能變電站電力設備狀態監測系統屬于大型的跨系統、跨部門的綜合性信息管理體系。以某地供電公司智能變電站狀態監測體系為例，其涉及到的部門不僅包含生產部、技術部、調控中心，同樣包括監控中心、安全管理中心等，設計系統包括數據采集與監視控制系統（SCADA）、網元管理系統（EMS）、測試和檢驗系統（PMI）等[6]，系統設計所需裝置包括斷路器監測設備、變壓器綜合管理平臺、地理信息系統監測裝置與避雷裝置等。因此，在對智能變電站狀態監測系統進行設計時，必須綜合考慮各系統之間的聯系與模塊之間的集成。

一般智能變電站狀態監測系統主要包括3個部分，其一，就地部分，它包括變壓器測試智能組件，主要對環境溫度、電流、氣體、套管介質及電容量、油位等方面實施監測；地理信息監測智能組件則主要是對局部放電情況實施監測；同樣還包含容性設備監測智能組件，來對避雷設施、電流互感器、電容式電壓互感器與耦合電容器進行監測。其二，則為站內控制室，它主要負責設備狀態信息的建模與接入，包含一體化的信息平臺、站控層交換機與站端狀態監測系統平臺。其三，則為站外部分，主要由遠程數據綜合平臺構成，負責對監測數據進行處理與反饋。智能變電站電力設備狀態監測系統的設計，主要遵循站內共享與集成的原則，加入設備狀態信息與動態操控系統等。在變電站內部發生事故時，狀態監控系統將會自動觸發警報，并彈出相關的提示與事故信息，同時迅速生成故障推理模型，為變電站的信息處理提供依據。

3 結語

當前我國變電設備智能狀態監測技術尚且處于起步階段，為提高狀態監測的準確性，還需在電網設備中引入較為成熟的監測技術，以提高智能設備監測的準確性與有效性。同時還需將傳統二次技術與智能設備的一次狀態監測技術相結合，實現兩者的融合溝通，保障信息的共享與溝通，保障設備運行操作的可靠性。另外，還需開發智能變電站設備的綜合分析系統，開發故障診斷、系統運行狀態評價、設備運行壽命評估等應用，提升設備診斷結果的準確性，進而優化其智能水平。除此之外，還需強化對智能變電站設備入網的檢查與測定工作。建立完善的入網監測制度，定期開展檢定工作，提高系統的專業性，以提高系統的設計水平，優化產品質量，最終達到提高設備智能化水平的目的，為智能變電站設備診斷與狀態監測提供依據。

參考文獻

[1] 金逸，劉偉，查顯光，等.智能變電站狀態監測技術及應用[J].江蘇電機工程，2012，31（2）：12-15.

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[3] 黃新波，王列華，唐書霞，等.智能變電站開關柜綜合狀態監測IED設計[J].中國電力，2014，47（2）：84-89.

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[5] 黃文灝，余建華.變電設備一次監測與二次監測設備狀態及使用[J].企業技術開發，2013（14）：92-93.

[6] 王宏，黃新波，王紅亮，等.智能變電站金屬氧化物避雷器在線監測智能電子設備的設計[J].廣東電力，2012（8）：80-85.