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摘要：一次设备在线监测系统是实现对变压器、GIS、避雷器等变电设备的实时在线监测。系统产品在测量方式、测量原理和系统结构上，相对于传统的监测技术作了重大的改进，采用先进的分层分布式系统结构，应用总线控制技术和模块化设计原理，使系统的抗干扰性能、测量的准确性和稳定性都得到了很大的提高，满足工业现场实用要求，并采用独有的专家诊断系统对采集的数据进行科学分析诊断，便于及时了解并掌握变电设备的健康状态。
关键词：智能变电站；一次设备；在线监测系统
1在线监测系统的总体结构
按照国家电网公司的智能化变电站的相关设计规范，我国的检测系统均是IEC61850的标准，同时还纳入了智能化变电站的统一数据平台。因此，各类设备的状态监测的智能终端模块均统一运用IEC61850的标准实施建模，这样就可以实现全站各种设备的状态监测相关数据的传输、整合以及诊断分析。在变电站的现场各个系统的通信模块、电源、监测单元以及传感器是通过间隔汇控柜进行放置的，把所有处于间隔状态之下的监测汇控柜依照电压等级的不同实施区域组合，并汇总到变电站保护室的状态监测的系统屏上，然后再采集数据与状态分析。智能变电站的在线监测系统通常是分层分布式的结构，并且在过程层专门配置有现场采集单元以及传感器，通常各类传感器是由一次设备的厂家直接安装在设备的内部的，而现场采集单元是依据其监测的功能来要求具体的配置，例如，避雷器的状态监测单元以及微水的状态监测单元等。为了有效防止给站控层的网络设备带来较大的负担或者影响到站控系统的稳定及安全运行，在全站设置有一套单独的综合状态的监测系统，该状态监测系统的后台机具备故障诊断、故障报警、单元配置以及采集存储等功能，其中采集断路器以及变压器等主要一次设备的状态信息，这样才能够完成变电站的所有状态监测工作，然后再实施可视化展示，同时还可以上传到状态监测的系统主站上。接收主站还可以对设备实施故障分析并且就诊断的结果提出合理的建议。
2智能变电站一次设备在线监测系统的主要监测项目
2.1断路器相关动作特征的在线监测
断路器相关动作特性的在线监测系统主要是采用专用霍尔电流式的互感器，断路器的合、分闸线圈以及储能电机等在运行的过程中数据、波形和综合电流互感器的二次传感所采集的数据以及电流波形，经过断路器的在线监测终端对所采集的数据实施综合性的计算与分析，然后经由RS485总线把其远传到后台状态监测软件上，这样用户就可以对合、分闸线圈动作波形、软件对该断路器具体工作状况的评估以及分析结果、储能电机具体工作状态等进行实时查看。
（1）储能电机工作状况的监测。储能电机在线监测的数据通常由储能电机单次储能时间的长短以及日储能次数组成，假如储能的周期缩短，那么单次储能的时间就会变长，这就说明该储能系统存在着问题，例如管道不畅、气路或者油路发生泄漏以及储能机的出力不够等。而如果弹簧的储能不到位或者油泵打压的频度增加等主要是预告弹簧机构的状态异常、泵系统异常、阀口密封受到破坏以及储能系统的液压油不够清洁等故障。
（2）断路器的动作时间以及速度的监测。断路器的合、分线圈作为控制断路器各种动作的关键性元件，通过霍尔电流式的互感器就能够对合、分的电流波形实施动态监测，进而对断路器在合、分闸的过程中所用的动作时间进行分析，通过对断路器行程的预测来计算出电路器合、分闸的速度。
（3）开断负荷电流以及开断故障电流的监测。开断负荷电流以及开断故障电流在线监测主要是通过对一次电流的相关波形以及暂态数值分析得出的，其中开断的次数主要是运用检测单元计数器进行记录而得出的。
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2.2氧化锌避雷针以及容性设备绝缘的在线监测
对氧化锌避雷针实施在线监测的系统主要是通过运用基波法来对110kV及以上的变电站内的氧化锌避雷针阻性电流以及泄露电流来实现对避雷针工作状况的动态监测。其中基波法主要是此阿勇模拟滤波技术以及数字滤波技术从采集至避雷器末屏所泄露的总电流中来找出其中阻性电流基波部分，然后按照阻性电流对避雷针的绝缘状况进行判断。这种方法能够使电网受到的谐波干扰大大减少，并真实地反映出设备的实际状况。而容性设备绝缘的在线监测系统则是通过对110kV及以上的变电站内的各种电气一次设备末屏所泄露的电流进行监测，经过分析以及计算之后获得该设备在正常运行的过程中的等值电容及相关的介质损耗以及变化率。该系统主要由两部分组成，即监测终端和传感器所构成的数据采集以及计算和测量单元。在该系统中任意监测终端的问题均不会给其他终端的正常运行带来影响。然后终端把各种数据上传到服务器实施分析、处理以及保存，最后再接入MIS网。
2.3变压器的在线监测
变压器的在线监测项目主要包括接头温度的红外线监测、变压器温度的在线监测、油位、瓦斯气体、局放、压力释放、套管及本体介损、油色谱的在线监测以及油流继电器等。变压器油色谱各种气体的在线监测系统主要是运用色谱分析的原理，把传感器输出有效转化成标准化的4~20mA电信号，然后再传输至状态监测的服务器。
2.4无线测温系统
无线测温系统主要用在一些容易受到高电磁干扰的环境中实施可靠工作的一些无线测温的产品，该系统是由无线接收基站以及无线温度传感器构成的，在Zigbee技术的基础上满足IEEE802.12.4的通信标准就可以实现温度测量的网络化。该系统支持的无线传感器的数量比较多，而且其抗干扰能力比较强，对一些高压母线和开关运行的温度监测特别适用，能够实现非接触的温度测量。
2.5SF6气体密度和微水的在线监测
SF6气体密度和微水的在线监测系统通常用在GIS设备内部SF6气体的温度、密度、微水及变化趋势或者断路器的实时监测工作中，如果SF6气体的相关指标发生变化，那么就可以自动绘制出其变化的曲线。如果相关的指标达到了报警的状态，那么该系统就会自动启动其报警装置。该系统中的任意监测单元都配置有RS485的通信接口，这样就可以实现把监测到的数据实时地上传到变电站或者上级监控中心的功能。
3结语
总而言之，在新形势下，要保证电网系统的安全性与可靠性运行，必须要做好变电站一次设备的在线监测工作，在智能化变电站不断发展的今天，各种一次设备的健康状况以及运行状态对整个电力系统的安全性有直接的影响，通过在线监测实现对一次设备各种运行数据的实时管理与分析，提高电网运行的安全性与可靠性，为电力企业的发展与进步打下良好的基础。
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论文作者:李夏,郭宴宾
论文发表刊物:《河南电力》2018年14期
论文发表时间:2018/12/28
标签：在线论文; 变电站论文; 设备论文; 系统论文; 电流论文; 断路器论文; 状态论文; 《河南电力》2018年14期论文;