摘要：经济的不断发展带动了社会的不断进步，针对变电站运维工作中存在的效率低、管理成本高和智能化程度低等问题，将带电检测技术和分层分布的设计思想应用到变电站的智能化运维中，研制了分层分布的变电站智能带电运维系统。提出了分层分布的变电站智能运维模式，并进行了应用验证。该系统成功提高了变电站运维的网络化、自动化和智能化水平，提升了变电站运维的效率和质量，具有良好的推广和应用价值。
关键词：变电站；分层分布；带电检测；运维；红外测温；局部放电；工频电场
引言
伴随当前我国科技技术的发展速度不断加快，变电站的整体结构和技术的构成产生了比较明显的变化，当前我国现有的变电站在实际的运用过程当中也存在着诸多的问题，需要综合的使用到各种智能化技术，对110kV变电站实施整体的改造，通过这种方式才可以充分的满足当前工业化的快速发展以及人们日常生活过程当中对用电量的整体需求。智能化变电站当中承载着系统网络电能传输电压变换以及电能综合性调整等方面的作用，尽管供电企业在普通的变电站当中数字化信息方面取得了明显的效果，但是在110kV变电站和智能化建设工作当中仍然存在多方面的问题，这也是当前相关工作人员所需要研究的重点问题。
1智能化变电站的主要功能
我国现代变电站绝大多数都属于数字化变电站，而智能化变电站则是在现有数字化的基础上进一步优化和提升科技转变而成的更加先进的变电站类别，而在转变后要求整个变电站内所有环节必须与智能化进行关联，通过全面构建实现整体变电站的智能化，为此，在构建过程中，必须坚持保证变电站在经过智能化技术改进和构建后具备以下几种功能：第一，确保变电站能够与我国电网整体结构充分结合，做到全网构建统一、全面实现智能化；第二，确保利用智能化提升变电站的整体运行速度和效率；第三，要求变电站在智能化建设中能够具备更高的灵活性、多边形，能及时对不同等级、不同电压以及不同需求的其他系统完成协同运作；第四，要求在智能化建设后相关电网单位能够针对变电站进行远程监控，并实现其自动运行功能，做到自动值守。
2系统总体设计
分层分布的变电站智能化带电运维系统采用分层分布式结构设计，分为远程主站管理层、站内管理层和本地监测层。包含上位机和下位机两部分：上位机主要包含运维数据监测界面和运维管理界面；下位机主要是系统的硬件开发和嵌入式程序设计，包括运维装置、采集单元和监测单元等。其系统组成如图1所示。
图1变电站智能运维系统结构图
分层分布的变电站智能化带电运维系统定位于变电站运维人员对变电站设备进行智能化、快速化运维工作，集成了智能运维数据采集技术、带电检测技术、数据处理技术和故障诊断技术等，实现运维系统集成度高、部署便捷和功能完善，并结合变电站运维的实际需求，最终形成带电检测与设备运维一体化的系统。该系统采用带电检测技术可接入多种带电检测传感器，包括红外成像测温仪、局部放电检测仪、工频电场检测仪、噪声检测仪和红外摄像机等。该系统可以远程制定运维策略和任务，系统自动进行运维数据采集和数据分析处理，最终形成相应的运维报告。该系统在使用过程中不需要进行停电操作，对不同的变电站设备根据典型检测量和典型缺陷制定有针对性的运维任务，提高了变电站设备运维的效率，自动化数据采集和处理保证了运维结果的准确性和可靠性。
3变电站智能化技术的综合运用及优化措施
3.1加强微机保护
所谓微机保护就是指在变电站运行期间利用智能化技术加强对站内电气设备的控制与保护。在保护过程中，变电站内主机控制人员通过使用智能化技术针对变电站内的母线、电容器、变压器等进行微机保护，利用监测系统实时针对所有电气设备的运行状态、故障出现时间、故障维护过程以及维护结果等进行准确记录，保证电气设备能够稳定运行。
3.2加强配电设备的智能控制
在智能110kV的变电站配电设备当中所运用的智能控制电器，主要是以光纤通讯以及电缆光纤为主要的类型，在设备操作回路信息数据的采集以及信号数据的判断上，作为主要的电路设置方式。在实际的工作过程当中，主要的原理是在配电网络和系统网络发出信号之后，内部的信号数据会对电路信息进行采集，然后会对其进行二次加工，与此同时将采集到的信息输送到电脑终端来判断电路当中的运行状态，而信号数据在计算和判断电路的工作过程当中，会对信号信息之间进行比对，最后在运行工作当中设备状态出现问题的时候会发出报警，严重的情况下还会自动进行跳闸保护。
3.3优化变电站智能化技术运用水平的措施
第一，要求变电站内人员必须全面接受智能化技术的相关培训，能够充分了解智能化技术基本要点和技术内容，保证在变电站运行期间全面高效地提升变电站工作效率；第二，在变电站设计、改造过程中要求设计和改造单位必须全面对所有可能产生的问题加以考虑，并在综合考虑成本因素的前提下最大限度地提升变电站的构建水平，确保智能化变电站的稳定运行和发展。
4带电检测系统
4.1红外成像测温仪
红外成像测温仪将红外探测模块和成像系统集成在一个传感器上的新型带电检测测温传感器。红外成像测温仪通过红外热成像的技术检测目标对象的温度，能够快速发现变电站设备的局部过热缺陷。其主要包括红外探测单元、信号采集单元、红外图像处理单元、通信单元和供电单元五个部分。
4.2局部放电检测仪
局部放电检测仪采用暂态地电波检测的原理进行局部放电检测，能够有效检测开关柜、环网柜、组合电器等多种设备的局部放电情况[18-20]。暂态地电压的检测原理如下：在局部放电的过程中会产生电磁波，电磁波通过设备传送到地面会产生暂态电压脉冲信号。当设备发生局部放电的故障，带电设备将电子传送到相应的位置，在这一过程中会伴随着电磁波。电磁波从设备内部向外部传送的过程中与金属物质接触，就会产生瞬间电压信号，即为暂态地电压信号，通过检测暂态地电压信号就能够检测出设备的局部放电情况。
结语
研究了基于分层分布的变电站带电运维智能化技术，并研制了变电站智能运维装置和红外成像测温检测仪、局部放电检测仪、工频电场检测仪等新型带电检测传感器，结合分层分布的变电站智能化运维系统实际应用场景提出了智能化带电运维模式，并进行了推广应用。该系统具有以下特点：1.网络化、自动化、智能化水平高，分层分布的变电站智能带电运维系统紧密结合变电站运维的实践，综合了运维人员的切实需求，将网络化、自动化、智能化技术应用到实际问题中，与国家建设智能变电站方向一致。2.运维效率高，智能运维系统可以实现变电站设备的运维数据同步采集，并形成综合的运维报告，提高了变电站运维的效率。3.产生的经济效益高，分层分布的变电站智能化运维模式可全面提高变电站的运维水平，保障变电站设备的安全稳定运行，有效降低了设备故障造成的损失，具有良好的经济及社会效益。4.运维理念先进，分层分布的智能化运维模式改变了传统变电站运维的工作模式，全面提升了变电站运维人员的工作效率和质量。
参考文献:
[1]孙艳飞.带电检测技术在变电运维中的应用[J].中国高新技术企业,2017(11):96-97.
[2]范闻博,盛万兴,高媛,等.带电检测技术在配电设备状态检修中的应用研究[J].电气应用,2013,32(17):64-67,80.
论文作者:张彬,赵志彬
论文发表刊物:《电力设备》2018年第33期
论文发表时间:2019/5/16
标签：变电站论文; 设备论文; 技术论文; 局部论文; 系统论文; 站内论文; 信号论文; 《电力设备》2018年第33期论文;