輸變電系統(tǒng)氧化鋅避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)分析

趙 煜，毛 興，賴 秋，王澤朗

（南方電網(wǎng)曲靖供電局，云南 曲靖 655000）

0 引 言

20世紀(jì)末，電子技術(shù)和通信技術(shù)的快速發(fā)展，推動了電器監(jiān)測和自動化水平的不斷提高。為了更好地滿足發(fā)展需求，輸變電系統(tǒng)不斷進(jìn)步。市面上所出現(xiàn)的輸變電系統(tǒng)氧化鋅避雷器多以數(shù)字技術(shù)為核心實現(xiàn)在線監(jiān)測功能，能夠?qū)崿F(xiàn)各項參數(shù)的系統(tǒng)監(jiān)測。

1 研究背景

隨著電力工業(yè)科技的不斷進(jìn)步，電力系統(tǒng)內(nèi)部的電氣設(shè)備不斷發(fā)展。但是，隨著越來越多的電力系統(tǒng)向高電壓和大容量的方向發(fā)展，用電部門提出了更高的要求。傳統(tǒng)檢修模式下，電網(wǎng)檢修存在盲目性和時效性差等缺點，導(dǎo)致測試周期逐漸增加，設(shè)備停電次數(shù)越來越多，不能及時發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備內(nèi)部的故障隱患。因為很多設(shè)備對電網(wǎng)內(nèi)部的缺陷反映不靈敏，所以國家每年都需要在維修設(shè)備方面耗費巨大資金，還不能滿足電力工業(yè)的發(fā)展需求。

目前，隨著時代的不斷發(fā)展，我國電網(wǎng)整體發(fā)展過程不太穩(wěn)定。因此，需要運用輸變電系統(tǒng)氧化鋅避雷器全面分析整個輸電網(wǎng)絡(luò)，提升電網(wǎng)運行質(zhì)量[1]。輸變電系統(tǒng)氧化避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)主要可以全面監(jiān)控內(nèi)部電容量、泄漏電流、阻性電流和機(jī)械斷路狀態(tài)，不僅能夠提高輸變電系統(tǒng)氧化鋅避雷器的可靠性，而且能夠提高監(jiān)測的精準(zhǔn)度。

2 氧化鋅避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)的整體框架

傳統(tǒng)操作模式下，國內(nèi)多數(shù)電力企業(yè)的監(jiān)控系統(tǒng)非常原始和孤立，不僅增加了工作人員的工作量，而且不能全面分析相關(guān)監(jiān)測數(shù)據(jù)，無法快速找到故障。因此，需要建立一套集管理、控制和診斷于一體的變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)。建立一套新的氧化鋅避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)變電設(shè)備的在線監(jiān)測，促使整體信息技術(shù)框架更加規(guī)范和統(tǒng)一[2]。實際使用過程中，規(guī)范各種類型監(jiān)測裝置的內(nèi)部數(shù)據(jù)后，再實現(xiàn)接入和控制，只有這樣才能全面實現(xiàn)氧化鋅避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)的預(yù)警、分析和評估功能。

避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)主要遵循“三層兩網(wǎng)”的原則全面實施。其內(nèi)部主要由過程層、間隔層、站控層、過程層網(wǎng)和站控層網(wǎng)組成。這些內(nèi)部結(jié)構(gòu)能夠更好地實時監(jiān)測和評判系統(tǒng)狀態(tài)的。企業(yè)往往通過與網(wǎng)絡(luò)連接，全面收集來自變電局的各種數(shù)據(jù)，并全面存儲和診斷內(nèi)部內(nèi)容。整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

由圖1可知，每一個氧化鋅避雷器對應(yīng)專用的電壓監(jiān)測裝置，實際操作過程中能夠發(fā)揮更大的作用。

3 系統(tǒng)內(nèi)部層次

整個系統(tǒng)內(nèi)部主要由基礎(chǔ)配置層、采集層、應(yīng)用層和其他層級組成。只有集中這些層次，才能在使用過程中更好地發(fā)揮作用。

圖1 避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 基礎(chǔ)配置層

基礎(chǔ)配置層屬于最基礎(chǔ)的層級，可以在使用過程中規(guī)范各個層級之間的數(shù)據(jù)內(nèi)容，概括編碼管理、監(jiān)測信息和其他各方面的內(nèi)容。基礎(chǔ)配置層通過相關(guān)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，統(tǒng)一規(guī)范格式，并將所有的數(shù)據(jù)集中到公司的主站內(nèi)部。一旦使用過程中出現(xiàn)任何問題，需要讀取站內(nèi)控制系統(tǒng)的各項配置信息后再發(fā)送指令。

3.2 采集層

采集層中，可以通過標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)通信內(nèi)容將在線數(shù)據(jù)按照統(tǒng)一格式送到公司主戰(zhàn)內(nèi)部，但剛被送入的數(shù)據(jù)不能第一時間發(fā)揮作用。因此，需要將所有數(shù)據(jù)不斷換算、組合、加工和處理。

3.3 應(yīng)用層

應(yīng)用層可以全面提供包括組合監(jiān)視、數(shù)據(jù)查詢統(tǒng)計、綜合展示和綜合監(jiān)控等多方面的內(nèi)容，使用過程中能更好地發(fā)揮實際作用。

3.4 高級應(yīng)用層

高級應(yīng)用層可以以圖形的方式展示更多內(nèi)容，可以對比、分析內(nèi)部任意裝置和監(jiān)測數(shù)據(jù)。

4 系統(tǒng)功能內(nèi)容

整個輸變電系統(tǒng)中，氧化鋅避雷器能夠在使用過程中發(fā)揮更多功能，主要由以下幾項內(nèi)容組成。

4.1 全面綜合展示各類地理圖形

用戶可以全面監(jiān)控電網(wǎng)內(nèi)部的內(nèi)容，第一時間熟知變電站的位置。使用過程中，能夠通過展示警告裝置全面監(jiān)測變電站運行情況，并全面監(jiān)測裝置所顯示的數(shù)據(jù)。

4.2 全面展示各種類型的數(shù)據(jù)

整個模塊可以在第一時間展示包括表格、組成圖以及與其他設(shè)備相關(guān)的詳細(xì)信息，并直觀傳遞相關(guān)數(shù)字和圖像信息。

4.3 全面組合監(jiān)視

全面提供各項警告和信息監(jiān)視功能的目的是全面監(jiān)視當(dāng)前登錄人在管轄范圍內(nèi)所應(yīng)用設(shè)備的各種情況。一旦設(shè)備處理出現(xiàn)任何問題，能夠在第一時間提供處理各項告警信息的功能。

5 實際案例

某電力系統(tǒng)內(nèi)部主要接入了輸入變電站系統(tǒng)氧化鋅避雷器設(shè)備，并在其中投入標(biāo)準(zhǔn)的變電在線監(jiān)測裝置全面采集、傳輸和管理數(shù)據(jù)。整個系統(tǒng)可以啟動包括無線電流、電壓傳感器和其他設(shè)備所發(fā)出的信息，之后將信息匯總到采集裝置。采集和處理相關(guān)數(shù)據(jù)后，上傳至計算機(jī)。安裝避雷器絕緣監(jiān)測器后，運行正常的設(shè)備占總體的93%，運行異常的設(shè)備只占總體的7%。其中，16.8%的設(shè)備出現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸不正確的現(xiàn)象，23.8%的避雷器在在線監(jiān)測過程中不會發(fā)生很大變化。由于氧化鋅避雷器在使用過程中和實際使用狀況不相符，導(dǎo)致設(shè)備在使用過程中會出現(xiàn)持續(xù)警報現(xiàn)象。但是，經(jīng)過改造后，異常數(shù)據(jù)傳輸現(xiàn)象得到轉(zhuǎn)變，整體設(shè)備運行過程更加可靠。

6 結(jié) 論

分層布置氧化鋅避雷器在線監(jiān)測系統(tǒng)的過程中，內(nèi)部的集中診斷變電設(shè)備監(jiān)測系統(tǒng)狀態(tài)會變得越來越好，整個系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)全面預(yù)警、分析和診斷功能，并可以評估系統(tǒng)整體運行狀況。此設(shè)備不僅具有更加靈活的數(shù)據(jù)分析模塊，而且能夠提高系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性和可靠性。