变电站综合在线监测系统的研制与应用

肖颍涛Ξ1

　张克成

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(1.安徽省阜阳供电公司调度所,安徽阜阳　236017;2.安徽省阜阳供电公司科技信息部,安徽阜阳　236017)

摘　要:主要介绍阜阳供电公司变电站综合在线监测系统的研究内容与应用情况。通过变电站综合在线监测系统,使设备管理人员在一个综合平台上可以监视设备的综合状态信息。目前,该系统在阜阳供电公司110kV 颍西变、河西变安装运行,应用情况良好,为供电企业实现设备状态检修奠定了基础。

关键词:在线监测;系统;功能;应用　　一、项目背景

我国电力设备在线监测工作起步较晚,设备现场管理水平相对落后。但近十年来,我国电力企业的快速发展,为适应企业现代管理和降低生产成本,实现设备状态检修的要求,电力设备在线监测技术得到了迅速发展。近几年,阜阳供电公司也相继研制开发了多个在线监测系统,这些系统基本都属于单一功能监测系统,设备监测信息比较分散,缺乏统一的整体规划和资源管理。本系统针对这种现状,主要研究对这些单一在线监测系统并进行集成,通过分析单一设备的属性,对单一设备不同属性参数进行分析归类,使工作人

员借助于通讯网络在一个监测软件平台上能全面监测设备运行状态,从而实现对设备运行状况进行综合分析判断的目的。

本项目选择110kV 颍西变电站和110kV 河西变电站作为项目实施地点,这两个变电站均属于老变电站,其中有的变压器及其它主设备已经运行了二十年,变电设备陈旧,因此有必要对这两个变电站的设备进行综合监控。

二、项目主要研究内容

1.系统结构图(图1)

图1　项目结构图

2.系统软件设计

阜阳供电公司变电站综合在线监测软件系统采用模块化设计。

(1)首先,解决各个子系统的通讯问题,仔细分析研究各

子系统的通讯规约和数据结构,然后编写出针对各子系统的通讯程序,进行通讯测试。

(2)实现各子系统的通讯对接后,制定整个系统软件的

框架、界面结构、历史数据、报表及图形趋势分析等。

(3)软件和现场所有子系统对接调试采用逐个子系统测

试,一个系统功能全部实现,开始测试下一个子系统。

三、系统内容与功能特点

1.系统内容

变电站综合在线监测系统作为实现变电设备状态检修的重要手段,主要包括以下几个部分:容性设备绝缘在线监测、有载调压开关故障在线监测、开关柜测温、变压器油色谱在线监测4个子系统。该系统能自动分析处理监测结果,通过信息网络,实现远程数据查询和在线监视。系统对上述各类在线监测系统设备状态参数的特性进行分类和整合,开发统一的系统平台,将实时在线监测数据发布到公司信息网,并与生产MIS 中检修试验数据接口,为生产管理人员、设备检修人员提供变电设备参数的动态和静态信息。

(1)绝缘在线监测系统:通过监测变电站容性一次设备(电流互感器、电压互感器、变压器套管、变压器铁芯、氧化锌

避雷器、耦合电容器及C VT 等高压设备)的末屏泄漏电流,经分析计算后得到设备运行状态下的等值电容及其变化率、电容电流、介质损耗、氧化锌避雷器全电流及其阻性分量和基波峰值、系统电压、系统周波等数据。

(2)有载调压开关故障监测:通过监测其驱动马达电流

波形,分析其特征值,采集其指纹,与标准进行比较,可以反映机械动作力矩的变化情况,指纹的变化间接地反映出机械

Ξ作者简介:肖颍涛(1976-),男,安徽阜阳人,安徽省阜阳供电公司调度所,工程师。

中国电力教育2008年研究综述与技术论坛专刊

(3)开关柜测温:通过对高压开关柜一次触头的温度巡测,将温度数据在本地实时显示并远传,设置有超温报警,可有效防止高压开关柜中因手车连接触头温度过高而造成事故发生,保证高压开关柜安全运行。

(4)油色谱在线监测:通过对变压器油进行色谱分析,检测其中溶解气体的特征量,将特征量在本地实时显示并远传,经故障诊断专家系统对各气体特征量的定性分析,从而掌握变压器的“健康”状况。

(5)对上述各类在线监测系统进行整合,开发统一的管理平台,发布到公司信息网,并与生产MIS中检修、试验数据接口,进行对比分析,为生产管理人员、设备检修人员提供变电站设备参数的动态和静态信息。

2.系统功能特点

(1)对变电设备的状态参数特性进行分析归类,将上述四个的监测系统进行整合,使其所有功能在一个平台上得以实现,并与生产MIS系统检修、试验等数据进行接口,为变电设备从计划检修向状态检修提供了可能。

(2)容性设备绝缘在线监测的电流传感器采用高精度角差近似为零的电流互感器作为其电流采样前端,保证了测量的精度和稳定度。

(3)在开关柜测温系统中,温度传感器采用在前端直接将温度信号转换成光信号通过光纤传输至温度监测仪。光纤具有优异的绝缘性能,能够隔离开关柜内的高压,而且可以根据开关柜内结构弯曲成不同形状,不会影响原有的设备运行。

(4)系统具备智能采集和报警功能。由于设备状态监测数据往往容易受到天气变化的影响,在数据采集处理的时候,对个别突变性的数据进行了过滤舍弃,对诸如介质损等监测数据持续性变大的情况,系统具有报警功能,并通过手机短信向设备管理人员报警。

(5)综合监测系统平台使用linux全开放源代码的操作系统,移植性强,可以很好地实现各子系统的软件融接,便于构建更大的综合在线监测系统。

(6)各个监测子系统互相运行,互不干扰,任一系统出现故障均不会影响整个系统的正常运行。

四、系统应用情况

变电站综合在线监测系统自2006年11月相继在阜阳供电公司110kV颍西变和河西变投运以来,运行稳定,效果良好。该系统将设备绝缘在线监测、有载调压开关故障在线监测、变压器油色谱在线监测、高压开关柜测温等四个子系统整合在一个统一的平台上,便于设备管理和运行人员通过信息网及时掌握设备的运行状况,实现远程实时监视。

在河西变安装综合在线监测系统后,利用该监测系统发现了河西变110kV母线压变C相电容量偏大,经过停电试验,发现C相电容量确实偏大,由此也证明了该系统监测数据较为准确可靠,如图

2所示。

图2　变电铝综合在线监测系统

目前,公司已经制定了《变电站设备综合在线监测运行管理办法》,设备运行人员每天通过网络对变电设备的运行状态进行远程实时监控,系统的数据采集、报表生成、图形趋势分析等功能全部正常,并且已经积累了大量的运行数据,为公司的生产检修提供了较为可靠的试验参考数据,为实现设备状态检修奠定了良好的基础。

五、结语

该系统的使用,使设备管理和运行人员能够远程实时对设备进行有效的监控,及时准确地掌握设备的状态信息,可以适当延长了设备计划检修时间,缩短了变电站设备停电时间,延长设备的使用寿命,有利于提高供电的可靠性,提高一次主设备的利用率,减少对企业和社会的停电损失,也有利于提升供电企业的社会形象。

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变电站综合在线监测系统的研制与应用