（国网上海浦东供电公司 上海浦东 200120）
摘要：智能变电站是智能电网建设的重要组成部分。目前，我国的智能变电站建设正处于快速发展阶段，作为变电站的重要资产，及时、全面掌握变电站一次设备的运行状况、健康状况对于变电站乃至整个电网的安全稳定运行至关重要。本文就智能变电站一次设备在线监测系统进行深入研究，以供参考。
关键词：智能变电站；一次设备；在线监测系统
1变电站一次设备在线监测系统的总体结构
变电站一次设备在线监测系统采用分层分布式结构，从下到上由过程层、间隔层和站控层构成（图1），其中过程层由分布于各设备上的传感器来采集一次设备的状态信息，并对采集到的状态信息进行变化、传输和控制；间隔层主要进行控制信号、故障信号和保护信号的传输；站控层实现全站的测量和控制，完成分析显示（实时数据和历史趋势的显示）、故障记录分析及信息远传等功能。
图1变电站一次设备在线监测系统的总体结构
2在线监测技术的组成
2.1智能传感器技术
相比于传统传感器，智能传感器高度集成了神经网络，同时采用了多传感器融合技术，能够同时获取多种信息，进行数据的传输、存储和自我分析以及判断，对比传统机电测量为基础的传统传感器，智能传感器抗干扰能力更高，灵敏度更高，可靠性更高。智能传感器技术能够进行高精度的信息采集，是测量技术的发展，同时具有一定的编程能力，提高了数据的稳定性和信息采集的可行性，安装维护更加方便，而且集成度高，传感器体积很小，应用在变电站设备在线监控系统中，有着良好的电磁兼容性，能够实现实时故障检测和智能数据交换以及远程控制，是变电站设备在线监测系统的核心技术。
2.2智能信息处理技术
智能信息处理技术是对不完整、不准确、不确定知识信息的处理技术，知识获取和数据挖掘是智能信息处理中最重要的技术手段。越来越多的电力系统采用多数据源，信息量逐渐增加，在线监测系统的诊断负担加重，在信息描述、关联分析和历史数据聚类分析以及偏差分析为主的数据挖掘下，能够有效的为智能设备在线监测系统提供可靠准确的数据基础。
2.3数据传输技术
信息传递实时性和准确性是在线监测系统功能正常发挥的保障，通信系统必须要具有高度的可靠性和良好的鲁棒性冗余性才能满足在线监理的性能要求。数据传输技术要能够提供高速实时的通信，要能够支持电力系统宽带网，还要能够在一次设备和网络设备出现故障时仍然维持正常工作状态。
3智能变电站一次设备在线监测系统的主要监测项目
3.1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。
3.2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。
3.2.1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。
3.2.2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。
3.3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，并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。
3.4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、压力释放、瓦斯气体、局放、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。
3.5SF6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。
4结语
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。
参考文献：
[1]李朋，李洋，田新，等.电力一次设备在线监测与状态检修要点探讨[J].低碳世界，2014（20）.
[2]张健.电力一次设备在线监测与状态检修技术分析[J].中国科技纵横，2014（16）.
[3]吴扬.在线监测系统智能变电站一次主设备的实施[J].通讯世界，2014（7）.
作者简介：
周真欢（1986.8-），男，上海人，华东理工大学本科，单位：国网上海浦东供电公司，研究方向：电气工程及其自动化。
张飘（1987.9.8-至今），男，上海人，华东理工大学本科毕业，单位：浦东供电公司运检部技改项目经理。研究方向：电气工程及其自动化。
论文作者:周真欢,张飘
论文发表刊物:《电力设备》2017年第31期
论文发表时间:2018/4/18
标签：在线论文; 变电站论文; 设备论文; 电流论文; 监测系统论文; 断路器论文; 智能论文; 《电力设备》2017年第31期论文;