设备状态在线监测技术在变电站数字化改造中的应用

摘要　简述了变电站在数字化改造中所遵循的原则，通过改造实例讲述了设备状态在线监测技术，在变电站数字化改造中对运行设备在线监测的项目，及要实现数据共享的方法和原则。

关键词　数字化变电站　设备状态　在线监测　信息共享

0　引言

在我国，变电站综合自动化技术经过十多年的发展已经走向成熟，随着数字式互感器技术和智能一次电气设备技术的日臻成熟并开始实用化，以及计算机高速网络在电力系统实时的开发应用，数字化变电站技术开始在我国逐步得到应用。数字化变电站是建立于IEC61850通讯规范基础上，由电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备、运行设备在线监测装置，按变电站层、间隔层、过程层分层构建而成，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站、数字化变电站技术代表着变电站自动化技术的发展方向。

1　遵循的原则

国家电网公司提出建设“统一坚强的智能电网”，智能数字化变电站作为智能电网的重要组成部分，应符合以下总体原则：

(1)变电站自动化系统的设备配置和功能要求按少人值班设计，预留远期实现变电站无人值班的接口和功能配置；

(2)在安全可靠的基础上，应用发展智能开关设备，逐步提高一次设备的智能化程度；

(3)在兼顾技术先进、经济可行的前提下，采用电子式互感器；

(4)全站设备的状态监测功能应尽量利用统一的信息平台，监测参量的选择应尽量考虑运行的实际需求，对关键设备应实现状态监测，减少停电次数、提高检修效率；

(5)站内数据的传输、处理尽量数字化共享，利用通信网络取代二次接线、利用通信光缆取代二次电缆；

(6)实现装置整合，优化设备布置，实现主系统高级应用，实现辅助系统智能应用，预留其远景功能的接口。

2　设备状态在线监测

要实现变电站智能数字化，除使用电子式互感器、智能化开关等智能化一次设备、网络化二次设备外，还要建立各运行设备状态在线监测系统，并通过IEC61850通信规范，使设备运行状态信息共享。依据设备的状态开展相应的试验、检修工作。将设备检修工作，涵盖各设备运行状态信息，通过技术分析，状态评估，及时消除设备事故隐患，提高设备的利用率。

3　实例

某供电局在330kV变电站智能数字化改造中，在设备状态在线监测方面进行改造升级，并对现使用和新投运的在线监测装置通讯格式进行统一设计，全站配置唯一的设备状态监测后台系统对站内各类设备的状态监测数据进行汇总、诊断分析。各设备监测量见表1。

通过就地安装过程层接口设备的方式完成改造，其通信接口应采用光纤以太网。安装变压器油色谱监测系统，通过分析油色谱、油中水分监测数据的变化趋势，提前发现变压器过热或绝缘故障，同时可以降低检修工区取样的次数；通过局部放电设备监测变压器内部局部放电所产生的高频、特高频电磁波，实现局部放电的监测和定位；通过铁心接地电流监测，及时发现铁心接地故障。总之通过上述在线监测的运行，可提前发现变压器内部的绝缘故障。

110kV断路器在线监测见表2。

智能设备和过程层接口设备通信接口应采用光纤以太网，宜采用GOOSE技术通信。能够实现在线监测SF6气体湿度、密度与温度，在线监测气体泄露与泄露报警，可按预定值或给定值自动启动低压报警和闭锁装置，储能电机的监测包括日储能次数、单次储能时间。传动机构的监测包括分合动作时的机械振动波形以及分合闸线圈电流波形。所有信息均可以连接至后台主机作为检修决策之用。

避雷器在线监测见表3。

对现使用的监测设备按IEC61850通讯规范，进行了远传改造升级，实现了监测量的上传通讯。

通过对2台主变、7台110kV断路器，全站避雷器加装状态监测功能单元，完成对部分关键一次设备状态监测。选用站用交流电源集成系统，实现了低压交流电源系统的信息化、自动化、互动化。

4　结束语

(1)设备状态在线监测是智能数字化变电站系统的重要组成部分。

(2)用IEC61850通讯规约，对在线监测设备通讯格式进行统一设计，使设备运行状态信息共享。

(3)全站配置唯一的设备状态监测后台系统对站内各类设备的状态监测数据进行汇总、诊断分析。