关键词：智能变电站；一次设备；在线监测系统
概述
中国两大电网公司已提出建设以信息技术、数字化、自动化和交互化为基本技术特征的智能电网。在变电环节应该建设智能变电站，需要安装智能装置，这是变电站装置应用、资料的收集、通信、分析和控制链路呈现智能需求。智能设备需要信息的就地处理能力和设备健康的自我检查。智能变电站一次设备在线监测技术经过安装传感器对装置的状况展开的收集和分析，而且对装置开展可靠性评估与故障判断，目的是实现变电站智能化。
1 智能变电站
1.1 智能变电站含义
智能变电站是现代计算机技术、通信技术与普通变电站设备的结合。它涵盖了普通变电站的所有功能，计算机技术可以实现远程控制、数据传输、实时智能故障诊断，并可根据特殊的软件程序实现部分故障诊断、自动故障排除。
智能变电站的特点是采用智能设备（如使用电子变压器、智能断路器等）、通讯网络、利用IEC61850通信规范，考虑分布式电源和新能源接入。智能变电站是以数字化变电站为依托的。简言之，智能变电站可以被理解为具有现代先进技术的变电站。在安全、可靠、高效、经济等方面优势明显，并节约大量土地，符合智能电网发展的要求。
1.2一次设备
电力一次设备的含义是在电力系统生产过程中能够直接作用于电能生产、传送与配给的高压电气设备。包含发电机、变压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀形开关、母线、输电线、电力电缆、电抗器、电动机等等。
2 在线监测系统
2.1 在线监测系统结构
在变电站，将各系统的通讯板块、电源、监控单元和传感器通过间隔控制柜布置，并根据电压的差异实现区域组合处于间隔状态的全部监控柜，并在系统屏幕之上对变电站各设备的运行工况进行实时监控，对收集的数据和状况分析、预判和作出响应。
智能变电站的在线监测系统大多是分层式结构，过程层专门配备有现场采集部分和传感器。通常，初级设备的制造商直接在设备中安装各种类型的传感器，现场采集部分根据监测作用需要根据实际情况进行配置，例如避雷器的状况检测模块和状态微水检测模块。
在线监测后台监测系统具有：故障诊断、故障预警、模块配置、收集和保留作用，收集一次设备的实时运行状况，实现变电站的全部状况监控，并且还能够输送到远程系统主站上监控。接收主机还可以对设备进行故障分析，并对数据分析判断给出科学化的建议。
2.2 智能变电站一次设备在线监测系统的监测过程
各种传感器定时收集不同种类功率功能部件的运转状况，并且点对点输送至现场收集模块，并通过现场总线完成通信和共享各自的状况数据至系统。主站服务器对每个监控模块展开各种数据的收集和保留，相关数据经过系统集成，形成设备状态信息的数据库，通过对设备状态数据进行有效的分析、判断和处理，实现设备的维护和故障诊断，给变电站多种设备状态预警处理给予了科学的支持。
3 智能变电站一次设备在线监测系统的检测项目
3.1氧化锌避雷器以及容性设备绝缘的在线监测
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氧化锌避雷器在线监测系统是依靠基波法对110kV及以上变电站氧化锌避雷针的阻性电流与漏电流展开的动态监测。基波法大多是依靠Ayong模拟滤波与数字滤波技术，从避雷器的总漏电流到最终屏蔽，找出阻性电流的基本部分，再展开避雷器的绝缘条件。该做法可以有效降低接收到的谐波干预，如实地展现设备的现实情况。
电容性装置绝缘在线监测系统监测110kV及以上变电站中不同电气一次设备的末屏泄漏电流。通过分析与核算电容值和相关的介电损耗和变化率，判断设备是否处于正常运行环节之中。这个系统大多包括两个部分，由监测终端与传感器组成的数据收集和核算测量模块组成。系统中监控终端的任何情况都难以干扰别的终端的有效运转。终端在上传多种数据到服务器进行研究、处理和存储，最后访问MIS网络，下图是避雷器绝缘在线检测图。
图1：避雷器绝缘在线检测
3.2断路器相关动作特征的在线监测
智能断路器具有运转周期长、维护成本不高、运转可靠性强、状态信息准确的特点。可实现断断路器分合闸线圈电流监测、动触头行程的在线监测、储能电机电流的在线监测、SF6气体压力与密度在线监测等。分合闸线圈电流在线监测主要用以分析判断断路器分合闸线圈是否存在卡涩、老化及回路状况等现象；动触头行程的在线监测主要用以分析判断断路器机械是否存在卡涩、变形、松动、分合不到位等现象；储能电机电流监测主要用以分析判断储能电机是否存在卡涩、储能回路状况等现象；SF6气体压力与密度在线监测主要用以分析判断断路器SF6气体和氮气是否存在泄漏。然而，目前的监测技术还不够成熟，主要体现在传感器方面，系统中应用较少。
3.3无线测温系统
??无线温度测量系统主要应用在一些需要紧密监测其温度变化、需要控制温升的现场设备和环境中。该系统包括无线接收基站与无线温度传感器两部分。它是基于ZigBee技术，通过满足IEEE802.124的通信标准，可以实现温度测量的组网。该系统能够支持大量的无线传感器，其抗干扰性能很高。它尤其适合于高压高电磁场所设备和环境的非接触式温度监测。
3.4变压器的在线监测
变压器的在线监测项目主要包含接头温度的红外监测、变压器油温、油位、压力释放、瓦斯气体、局部放电、套管末屏和介质损耗、油色谱的在线监测以及油流监测。套管末屏和介质损耗、变压器油色谱多类型气体的在线监测系统大多利用色谱分析的原理，科学地将传感器输出转变成规范化的4～20mA电信号，然后传输到状态监测服务器。
3.5??SF6环境监测
本监测主要对SF6开关室中的SF6气体浓度、氧气浓度、环境温度等展开监测，并具有声光报警灯功能和自动启动相关排风装置的功能，以保护人身安全。使SF6开关的室内工作人员在变电站中可以间接了解SF6开关的气体泄漏情况。
3.6 特高频局部放电检测
根据放电的程度，放电可分为电弧、火花与局部放电。局部放电是指由于绝缘结构中电场分布不均匀和局部场强过大而在绝缘介质的局部范围内放电或击穿的现象。局部放电是绝缘劣化的关键因素，也是劣化的关键标志。
特高频局部放电方法是在器件内部的局部放电期间放电点处的电荷迅速转移以形成连续的短时电脉冲并产生具有极其丰富的频率成分的电磁信号的现象，通过天线接收电磁信号的局部放电。检测到的局部放电信息主要用于两个方面：
(1)通过放电信息分析设备的局部放电特性，然后分析和排除设备的潜在故障；(2)利用放电信息定位放电位置，下图是特高频局部放电检测图。
图2：特高频局部放电检测
结语
信息化的迅猛发展革新了电网的技术路径，基于信息化与科学化的智能设备不断引入电网系统，更加安全、快速、高效的电气设备不断涌现，打破了传统的设备监控和运维模式。通过利用智能化一次设备，智能化变电站在开展在线检测的同时，有效降低了人为失误，提升了电网的安全可靠供电。
参考文献
[1]吴杨.在线监测系统智能变电站一次主设备的实施电力讯息[J]2014（4）:89.
论文作者:黄集贤,
论文发表刊物:《中国电业》2019年16期
论文发表时间:2019/11/29
标签：在线论文; 变电站论文; 设备论文; 智能论文; 局部论文; 监测系统论文; 避雷器论文; 《中国电业》2019年16期论文;