摘要：当前中国经济正处于高速发展的状态中，人民群众生活水平不断提高，对电量供应也就提出了越来越高的要求。变电站作为国家电网的重要组成部分之一，能够对电网的控制、决策和调节起到决定性作用。为了进一步地改善变电站的功能，需要将智能化在线监测应用于其中的一次设备之中，以促使设备的检修效率得到提高，并得到更加科学、合理的应用，促进中国电力事业的可持续发展。
关键词：智能化；在线监测；一次设备；应用
1 智能化在线监测系统的组成
以国家电网的技术要求和相关规范为基础，智能化在线监测系统的组成主要包括以下几个部分：1）电气设备，例如变压器等。2）在线设备。3）集中的在线监测主机。根据经验我们发现，智能化在线监测系统在逻辑结构方面可以被分为三个层次，三个层次分别为“过程层”“间隔层”以及“站控层”。其中的“过程层”属于一次设备与二次设备的结合层，能够对输变电设备的各方面参数进行有效的检测和准确的统计，并且能够对控制系统的操作进行执行。“间隔层”则主要是对运行过程中产生的数据进行相应的整合与处理，从而对一次设备进行有效的保护和控制，并能够起到良好的过渡作用。“站控层”则主要对全站的运行质量进行评估，并将各方面的数据、信息送至调度室，同时对相关的指令逐一接受，最后向过程层和间隔层进行信息的传输和调度。
2 智能化在线监测系统原理
2.1 变压器在线监测系统
1）主变色谱微水监测。对主变色谱进行在线监测需要采用气相色谱原理，对变压器油中溶解气体进行监测，其中主要包括四个部分，分别为油气分离单元、色谱分离单元、半导体检测器以及嵌入式数据处理单元。
2）主变套管绝缘监测。主变套管绝缘监测的结构是特定的，其中的零件也是特定的，通过对在线监测系统的应用，能够对高压套管的电容量进行实时监测，并且其监测情况与同类设备相对比更具优势，优势则主要在于能够在套管处于绝缘的状态下进行监测和控制，并且能够将所监测到的数据和信息进行现场数字化。同时，应为采用了分布式的结构，所以其具有结构简洁、便于维护以及可靠性高的特点，能够对模拟信号失真的情况进行有效避免。
3）主变工况信息监测。进行主变工况信息监测，这就是对贴心接地电流、环境温度、环境湿度等因素进行监测，其主要采用了具有高敏感度的电流传感器，能够对变压器铁心对地的泄漏电流信号进行有效的收集，并且能够保障在对信号进行收集的过程中不会导致其出现失真的情况。并且，在对信号进行传输和运算的过程中，主变工况信息监测系统能够对干扰信号以及杂波进行有效的剔除，从而保障了接地泄漏信息的真实性。之后，主变工况监测系统能够与环境的温度信息、湿度信息等进行结合，以对铁心绝缘的情况进行判断和预测。
2.2 GIS在线监测系统
1）SF6微水密度监测。对SF6微水密度监测进行应用，需要传感器长期对GIS中的SF6气体的密度、微水、微水变化情况进行实时的监测，主要是对其中的温度信号和高精度压力信号进行转换，使其能够通过A/D转换成为数字量，之后再使用微处理器对其进行相应的处理和补偿运算，之后即可对得到的数据进行上传。2）局放监测。进行局放监测主要是对特高频传感器进行使用，传感器对局部放电所产生的特高频电磁波进行接收，即可对局部的放电信号进行检测。
3 技术方案研究
本文设计的变电站一次设备视频监控系统由3台流媒体服务器、1台应用服务器组成。系统通过客户端软件提供应用服务。具有视频监控、远程控制、图像管理、电子地图、配置管理、日志管理、安全管理、系统管理、数据库管理等功能。
图1 变电站一次设备视频监控系统框架
该系统具备根据前端变电站站端系统发出的动态侦测告警信息，将发生告警时间段内的视频数据实时存储在省级主站的中心存储中，中心存储时间满足存储时间30天；视频动态侦测技术基于的是根据图像中的变化，产生告警上传至主站，主站根据相应告警实时采集站端相关视频数据存储在主站的网络存储设备中，次技术主要的好处是，节约网络带宽，节约视频存储空间，减少建设成本，后期查询录像便捷。系统具备中心集中存储视频数据功能，存储方式支持多种录像方式，包括：实时录像存储，报警录像存储，移动侦测告警录像存储等多种方式设置。由于110kV及以上变电站数量太大，此系统功能暂时只考虑接入220kV及以上变电站，110kV及以下的视频存储需求建议由各地区局主站系统平台实现。
同时，该系统以视频质量诊断功能为核心，扩展应用功能形成一整套快速便捷的智能运维平台；视频质量诊断基于服务器平台的后端智能视频分析管理设备，系统根据平台配置的轮巡计划、任务和方案，对前端视频设备进行轮巡检测分析，对视频的清晰度、亮度、对比度、颜色、运动、噪声、相似度等进行量化，并对出现的视频模糊、高亮异常、低亮异常、偏色、低对比度异常、视频抖动运动、噪声过大、条纹干扰、视频丢失、视频冻结、视频遮挡和场景变化等异常现象进行报警统计，是综合管理智能化应用的具体体现。采用智能分析、故障检测和工作流引擎等技术，整合了视频质量诊断、录像检查和设备状态检测等功能，通过故障联动报警、故障流转处理、统计报表等贴合用户业务的功能，达到无人值守、规范管理、量化考核的目标，从而最大程度的减少视频监控系统运维的人力成本，提高运行维护水平，保障系统安全可靠运行。系统具有：综合网管、视频诊断、运维管理、报表管理、配置管理等功能。
4 系统软件研究
软件系统采用B/S架构，便于系统部署、升级、维护，软件架构图如下图所示：
图2 系统软件架构设计
系统设计为四层，即基础层、数据层、支撑层、应用层，基础层提供系统运行必要的软件环境，如操作系统、数据采集、数据存储、数据备份软件；数据层为系统提供关系数据储存接口，是应用层直接的数据来源；支撑层为应用层数据存取的接口，对数据进行加密，实现传输，和数据访问权限管理，同时也包括一软件开发环境，如Tomcat等。应用层是智能管控平台的核心功能，由用户管理OA认证、人脸验证、工作面远程管控、智能预警等组成。应用层：在服务管理系统的基础上开发出不同的功能需求，比如：实时监控、录像回放、远程控制、云台控制、信息查询、状态管理、网管管理、环境数据展示等功能。同时，实现对辖区变电站的视频数据、历史视频数据、环境数据、网管信息、实时告警、历史告警、日志、前端设备信息、设备在线离线状态以及各类安全事件的信息数据采集。数据层：数据层实现对视频数据、历史视频数据、环境数据、网管信息、实时告警、历史告警、日志、前端设备信息、设备在线离线状态以及各类事件数据进行标准化、归并压制、过滤、汇聚等预处理工作。从技术架构上来看，视频监控联网系统必须采用NGN的架构，即管理、业务、媒体相分离，管理业务服务器和具体媒体流程无关，做到管理和业务服务器不成为系统的瓶颈，即使宕机，也不影响已有的业务。
结束语
综上所述，根据实际情况，深入探究可知智能化在线监测是一次设备中的重要组成部分，并且主要应用于变电站中，能够对其中的数据进行实时的监测，从而及时和有效地避免变电站中出现设备故障等不良情况，有利于保障相关工作人员的安全以及推动变电站自身的进一步发展，为中国电力事业发展奠定扎实基础，提升设备管理效率，提升企业经济效益和社会效益。
参考文献：
[1]李江涛.变电站一次设备智能化及在线监测研究[J].大科技，2015，（35）：93-94.
[2]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）：89-90.
论文作者:荆武泰
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/6
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