特高壓變電站在線監測系統的實踐

楊愷晉 程曉君

【摘? 要】隨著我國近年來電力行業的快速發展，電力系統運行的安全性監測能夠為電力系統的安全運行提供可靠保證。由于現階段我國電網系統跨度較大且基礎設施較為薄弱，因而對變電站設備進行有效系統的在線監測就顯得于分重要。特別是在電子信息時代的背景下，以先進的科學技術手段為基礎，在線監測變電站設備，這不僅僅是電力系統安全運行的前提，也是我國電網改造建設的主要方向。所以，在電力系統的實際建設和發展過程中，應實現在線監測平臺的建立和完善，利用在線監測手段來對變電站設備電氣檢修工作中存在的問題進行有效彌補，從而有助于電力系統運行穩定性和安全性的提高。

【關鍵詞】特高壓;變電站;在線監測

1 在線監測系統的具體概念

隨著我國經濟的發展，我國的電網容量不斷地增大，一些高壓電氣設備不斷的被制造出來，這就使得傳統的電力試驗已經無法完全的滿足電網的正常運行的要求。同時由于一些高壓設備也在不斷的老化的過程中，在某種情況下，一般的預防性試驗已經無法真正的發現整個電力設備存在的隱性缺陷。因此，建立起在線監測系統能夠對特高壓變電站進行實時的、準確的、長時間的檢測，而且還不會影響整個電氣設備的運行活動，在此基礎上還會對變電站內部的電氣設備整體的絕緣老化趨勢等進行一定的評估與判斷。就目前來講，我國的高壓電氣設備的在對絕緣方面進行在線監測的主要方式是絕緣油的在線色譜分析方交流電泄露電流方法、電介質損耗角正切法、以及局部放電與放電位置監測法等。

2 在線監測技術

（一）智能傳感器技術

智能傳感器技術最早是由美國宇航局提出的，用于處理宇宙飛船觀測到的大量的空間數據。它已經從過去的單一化向集成化、微型化和網絡化方向發展，并隨著無線通信技術和物聯網概念的提出和發展越來越受到關注。

智能傳感器在傳統傳感器基礎上集成了神經網絡及多傳感器信息融合等新技術，是智能一次設備狀態信息獲取的源頭，可以實現所采集數據的傳輸、存儲、自我分析、關聯關系的自我判斷等功能。傳統傳感器以機電測量為基礎，有易受電磁干擾、靈敏度低、絕緣性能差、可靠性低等缺點。而智能傳感器通過軟件技術實現高精度的信息采集，促進了測量技術的進步;具有一定的自動編程能力，解決了數據不穩定、信息采集可行性問題;性價比高，易于安裝與維護;集成度高、體積小，能有效防止破壞，電磁兼容性良好，易于實現故障診斷，為電網的故障診斷提供理論基礎;同時具有實現智能數據交換與遠程控制的軟硬件，是實現智能一次設備在線監測的核心技術。

（二）智能信息處理技術

智能信息處理技術是將不完整、不精確、不確定的知識和信息進行處理的過程與方法，知識獲取與數據挖掘是實現信息智能處理的關鍵手段。隨著多數據源在電力系統中的廣泛使用，數據的獲取越來越便捷，信息量大幅度增長，在提高電網在線監測與診斷的同時又加重了數據處理的負擔，數據挖掘通過信息描述、關聯關系分析以及歷史數據的聚類分析和偏差分析為智能設備的在線監測提供可靠、準確的數據基礎。

智能信息處理技術最早應用于醫用CT機的圖像處理以及智能測量儀器等高自動化監測設備中。目前隨著計算機技術和信號處理技術的發展，智能信息處理技術中的人工神經網絡、模糊集、粗糙集、信息融合等技術應用于電網故障診斷領域，用于解決不確定信息的問題。此外，智能信息處理技術在解決互聯網網絡阻塞問題、智能交通系統的車輛自動化管理等方面得到廣泛應用。

（三）數據傳輸技術

信息傳遞的實時性與準確性是設備在線監測技術的重要基礎。目前隨著WAMS在電力系統的廣泛使用，更多帶有準確時標的量測數據可以為在線監測系統使用，但這要求通信系統具有高可靠性、低誤碼率以及良好的魯棒性和冗余性。其技術要求具體包括：支持保護和控制信息的高速、實時通信;支持電力系統中應用的寬帶網;能夠訪問所有的一次設備以及在部分網絡出現故障時能夠持續工作。

目前數據傳輸的網絡主要采用光纖通信、無線通信或者兩者結合的方式組建，實現在線監測系統與設備之間信息的傳遞。光纖通信可選擇以太網無源光網絡技術組網，實現網絡上數據的傳遞和信息的綜合;無線專網將無線接入點接入最近的光網絡單元，負責在線監測裝置與無線接入點之間的通信。

3 特高壓變電站絕緣在線監測系統結構

隨著變電站自動化技術的發展，通過豐富的通信手段，絕緣在線監測系統可以將變電站內所有在線監測設備所采集的絕緣特性測量值綜合到變電站絕緣在線監測工作站內，并對數據提供綜合瀏覽、存儲及分析服務，從而更全面地掌握變電站內電氣設備的運行狀況。

變電站的各種在線測量裝置采集現場狀態量后，分別通過各種通信方式與1 000 kV繼電器小室的NSC300通信控制器通信，由NSC300通信控制單元對監測數據進行規約轉換，然后上送站控層絕緣在線監測工作站，由工作站完成對數據的處理和顯示。絕緣在線監測系統單獨組網，與變電站自動化監控系統網絡彼此獨立。

4 特高壓變電站的在線監測系統在實踐過程中的主要功能

第一，在線監測系統應該能夠準確的測量出避雷裝置在運行的過程中的阻容性電流的變化情況，并且精確的掌握其內部絕緣部分的受潮情況以及閥片的老化情況。

第二，實時的監測電壓互感器、電流互感器以及耦合電容器等設備是否存在著泄露電流的現象，切實地掌握設備內部的老化以及受潮的情況，防止由于此類情況的原因從而導致變電站運行受阻。

第三，系統可以從測量充油設備的絕緣油內部的可燃性氣體是否發生變化，保證可燃性氣體存在的安全性，還能夠掌握整個充油設備的內部是否出現過熱湖綜合的放電的現象，如果通過在線監測系統監測出此類問題，就需要維修人員第一時間對其進行維修的與保養，防止事故的發生。

第四，檢測信號在傳輸時的質量是否過關，要保證信號的傳輸過程中不會受到其他信號對其產生的干擾，不會發生失真的現象，并且防止此信號對附近其他信號產生的影響。

第五，在線監測系統具有專家分析功能，它對于一些數據具有分析的功能。能夠智能化的判斷出整個設備內部的絕緣狀態是否正常，相關的絕緣設備是否存在著問題。

第六，在線監測系統還能夠對數據進行系統的分析，還可以將數據通過網絡平臺與遠程輸送等方式，最終實現數據的共享。

5 結語

特高壓變電站中的在線監測系統能夠準確的、及時的反映出整個電力設備的內部絕緣狀態的整體變化情況，對我國電網的正常發展有著十分重要的意義，而且在線監測系統還是我國的供電企業在實行狀態檢修時的唯一的技術手段。因此，在我國要大幅度的推廣特高壓變電站的在線監測系統的應用，從而更好的積累監測經驗，從而推動變電站整體的快速發展，創造出更大的利益。

參考文獻：

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[2]王德文，閻春雨.變電站在線監測系統的一體化建模與模型維護[J].電力系統自動化，2013，23：78-82+113.

（作者單位：國網山西省電力公司檢修分公司）