變電站自動(dòng)化系統無(wú)線(xiàn)監控解決方案

　　變電站自動(dòng)化系統無(wú)線(xiàn)監控解決方案

　　近年來(lái)，在新建的110KV及以下變電站中，通常實(shí)現無(wú)人值守或集控，220KV及以上變電站實(shí)現綜合自動(dòng)化;老的變電站也大多進(jìn)行了改造。上述技術(shù)升級和改造主要是針對變電站電氣二次部分進(jìn)行的，當變電站一次設備出現故障或異常時(shí)會(huì )直接影響電能的傳輸、變換與分配等問(wèn)題。目前，對電氣設備的故障診斷主要依靠計劃檢修和平時(shí)巡檢，如果設備突然出現異?；虼嬖跐摲怨收?，事實(shí)上大多情況我們都不能及時(shí)處理，使電力系統供電可靠性降低。利用“在線(xiàn)監測技術(shù)” 能夠及時(shí)發(fā)現設備隱患，為迅速排除故障，節省檢修時(shí)間，提高電力系統安全、穩定運行。

　　隨著(zhù)在線(xiàn)檢測技術(shù)的發(fā)展和變電站綜合自動(dòng)化系統的發(fā)展，兩者越來(lái)越多的體現出了融合的特性。

　　系統組成

　　變電站自動(dòng)化系統組成圖

　　(一) 變電站綜合自動(dòng)化系統

　　綜合自動(dòng)化系統是根據變電站綜合自動(dòng)化的發(fā)展實(shí)際需要，針對目前綜合自動(dòng)化產(chǎn)品在變電站應用中存在的不足，遵照電力行業(yè)標準，采用國際先進(jìn)的數據通信技術(shù)和信息處理技術(shù)，推出的新一代產(chǎn)品。該產(chǎn)品是一種全新概念的分散、分層、分布式的綜合自動(dòng)化系統，按系統結構可劃分為間隔層、前置層和站控層。

　　1、站控層：變電站綜合自動(dòng)化系統，以WINDOWS及SQL Server數據庫為基礎，具備數據采集、數據轉發(fā)、畫(huà)面編輯、應用管理、定值管理、趨勢查詢(xún)、歷史記錄查詢(xún)、歷史事件查詢(xún)、報表管理、故障錄波等功能的監控軟件。

　　2、前置層：系列通信服務(wù)器，以嵌入式實(shí)時(shí)多任務(wù)Linux操作系統為基礎，全面采用網(wǎng)絡(luò )IP技術(shù)，廣泛支持多種通訊協(xié)議，是一種高可靠、高性能的通訊處理和協(xié)議轉換設備。

　　3、間隔層：系列保護測控裝置，采用高性能控制器實(shí)現被保護對象的保護、測量、控制、聯(lián)網(wǎng)通信遠動(dòng)和故障錄波功能。

　　五防系統

　　通過(guò)模擬回路預演，可檢驗、打印和傳輸操作票，運行人員可按照倒閘操作票的順序，模擬預演后對設備進(jìn)行操作，避免正常情況下由于操作順序不當而引起各種電氣設備誤操作，實(shí)現部頒五防要求：防止誤分、合斷路器;防止帶負荷分、合隔離開(kāi)關(guān);防止帶電掛(合)接地線(xiàn)(接地開(kāi)關(guān));防止帶接地線(xiàn)(接地開(kāi)關(guān))合斷路器(隔離開(kāi)關(guān));防止誤入帶電間隔。

　　五防系統具有在線(xiàn)自動(dòng)對位;唯一操作權;發(fā)送和存儲操作票;五防閉鎖操作功能;檢修功能;仿真模擬預演;具有匯報對位功能;多任務(wù)操作功能;顯示安全日計數、顯示安全操作次數、應顯示主變分接頭位置、斷路器、隔離開(kāi)關(guān)遠方與就地應設置閉鎖裝置，且功能與電編碼鎖操作完全兼容等特殊功能。

　　直流系統

　　三相交流380V經(jīng)交流配電單元，輸入高頻開(kāi)關(guān)充電模塊，監控模塊控制充電機輸出直流電壓及電流，按充電曲線(xiàn)完成對蓄電池均充、浮充的全過(guò)程?？刂苹芈坟撦d正常由充電機經(jīng)供電，充電機退出或交流停電時(shí)，蓄電池組作為供電電源;當有合閘操作時(shí)，蓄電池為操作回路提供合閘大電流。當直流系統出現故障(如過(guò)欠壓、接地等)，監控模塊自動(dòng)完成檢測及保護功能，并提供信號輸出接口。

　　電氣設備狀態(tài)監測

　　電氣主設備在線(xiàn)監測系統是在電氣設備處于正常運行狀況下，連續采集反映電力設備實(shí)際運行狀態(tài)的信息參量，根據其數值大小及變化趨勢，對設備的現狀進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷，對剩余壽命做出預測，并根據診斷結果提出檢修方案，為狀態(tài)檢修提供依據。由后臺專(zhuān)家分析系統和智能在線(xiàn)監測裝置組成，采用分層分布式結構。后臺專(zhuān)家分析系統：采用了先進(jìn)的診斷模型并構造了相應的診斷算法，建立了完善的數據倉庫，綜合運用智能技術(shù)提取征兆，具備強大的數據分析功能，能夠根據監測數據自動(dòng)篩選出參數異常的電氣設備，自動(dòng)生成包括參數變化趨勢圖在內的相關(guān)監測信息，顯著(zhù)提高了設備維護的科學(xué)化和智能化水平。智能在線(xiàn)監測裝置包括變壓器、斷路器、避雷器、容性設備、絕緣子、電纜、環(huán)境等在線(xiàn)監測單元，各監測單元在功能上相互獨立，直接在被檢測設備附近就地安裝，通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò )與后臺專(zhuān)家分析系統進(jìn)行數據通訊。主要包括以下幾個(gè)部分：

　　1、電氣接點(diǎn)在線(xiàn)測溫

　　數字式溫度在線(xiàn)監測系統由一個(gè)或多個(gè)數字溫度檢測器及當地主機成，結合遠程主機可組成電氣接點(diǎn)的溫度在線(xiàn)監控系統，其中數字溫度檢測器與地主機采用無(wú)線(xiàn)方式傳輸數據，當地主機與遠程主機采用RS485/CAN2.0B/以太網(wǎng)進(jìn)行組網(wǎng)通訊。能完成n+1點(diǎn)(電氣設備度+環(huán)境溫度)的溫度、溫升測量，并依據整定的溫度、溫升值及時(shí)發(fā)出預警和警信號。同時(shí)具備溫升故障分析及追憶功能。 數字式溫度在線(xiàn)監測系統具有抗干擾強、實(shí)時(shí)性高、隔離好等優(yōu)點(diǎn)。備最優(yōu)的性能價(jià)格比，結構簡(jiǎn)單、實(shí)用、功能強，運行安全可靠。同時(shí)數字溫檢測器體積小，便于安裝，并且對電氣設備性能指標毫無(wú)影響。

　　2、電纜負荷與火警監測

　　在變電站的電纜橋架、電纜隧道、電纜夾層、電纜溝、電纜豎井、開(kāi)關(guān)設備、變壓器、電阻排等電力設備在長(cháng)期的高壓中發(fā)熱而老化引起火災。對于高壓電纜測溫系統，最大的循環(huán)電流負載的確定是以確保電纜的絕緣層溫度不超過(guò)它的安全工作界限為根據。但是無(wú)法預料的不利熱狀況，像地熱活動(dòng)、同一地面下其它服務(wù)設施的安裝、季節變化、建筑工作等可能導致安全負載低于理論的設計值。采用分布式光纖測溫系統(DTS)對安裝電纜和它的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)溫度監控，結合歷史數據，是排除不確定因素并達到最適宜的、安全的負載的關(guān)鍵。

　　3、絕緣子智能監測

　　通過(guò)監測廠(chǎng)內的絕緣子由于絕緣損壞或老化等引起的泄漏電流，同時(shí)與污穢監測單元監測的站內溫度、濕度等參數進(jìn)行對比，能夠有助于對現場(chǎng)運行的高壓設備的絕緣情況作出綜合判斷。

　　4、避雷器智能監測

　　通過(guò)在線(xiàn)的監測避雷器的容性電流來(lái)在線(xiàn)監測避雷器的絕緣特性。能夠為避雷器的絕緣情況作出綜合判斷。

　　5、變壓器智能監測

　　主要包括變壓器油色譜、套管、鐵芯/夾件、局放等智能組件。油色譜監測單元可以在線(xiàn)分析絕緣油的七種組份及微水;套管監測單元可在線(xiàn)監測變壓器套管的絕緣情況;鐵芯/夾件監測單元可以在線(xiàn)監測變壓器內部的絕緣狀況;局放監測單元可以及時(shí)發(fā)現變壓器內部的局放絕緣缺陷。

　　6、斷路器/GIS智能監測

　　監測斷路器的分合閘線(xiàn)圈電流波形、監測儲能電機的儲能次數、單次儲能時(shí)間、開(kāi)斷電流的大小等參數來(lái)推斷斷路器的電壽命;監測GIS內的氣體濕度、實(shí)時(shí)壓力、相對濕度、密度、溫度等參數;通過(guò)對GIS內涉筆進(jìn)行局放在線(xiàn)監測，提供準確的故障點(diǎn)定位。

　　7、容性設備智能監測

　　監測電容式電流互感器(CT)、電容式電壓互感器(CVT)、電容式套管和耦合電容器(OY)等容性設備等絕緣特性參數，有助于對現場(chǎng)運行的上述容性設備的絕緣情況作出綜合判斷。