蒙西电网状态监测系统的应用与发展

来源：职称驿站所属分类：电力论文
发布时间：2013-02-02浏览：51次

　　摘要：文章中介绍了蒙西电网状态监测设备的规划、应用、发展趋势。同时分析了状态监测设备的应用对变电站运行、维护、检修带来的便利，及给电力事业发展带来的经济效益。

　　关键词：变电站状态监测系统

　　变电站内主要电气一次设备通过加装状态监测设备，进行数据采集、实时显示、诊断分析、故障报警、参数设置等，将电气设备的状态数据通过DL/T860标准 (IEC61850) 通信协议与状态监测系统后台服务器进行交互，汇总至系统服务器的数据库中。能够通过标准的 IEC61850 通信协议将数据转发至上级(监测中心服务器接入网省状态监测信息接入服务器)的输变电设备在线监测中心，由专业人员能够实时直观地了解和掌握电气设备的运行情况，对有异常状况的电气设备及时采取措施，避免事故的发生。

　　引言：随着传感器、网络通讯技术的发展及国家智能电网的建设，变电站、输电线路的状态监测设备也随之应运而生。电网的重要设备如变压器等作为重要的变电设备，状态参数复杂、巡检维护工作量很大。一旦发生故障会影响变电站的正常运行且停电会带来直接的经济损失。如加装状态监测装置对重要且不便巡视、检修的设备和部位进行监测，可及时发现设备的运行工况且可提前预警，很大程度上方便了运行、维护、缩小了检修的工作量，降低检修成本带来经济实效。甚至有时可避免设备发生较严重的故障，从而避免电网运行中部分事故带来的停电及其辐射的国民经济损失。

　　按照国家智能电网建设的精神，我区在2011年及后续建设的500KV超高压变电站中增设了状态监测系统。按照国网58号文的精神及我区电网发展规划和经济条件的制约，我们首先对变电站的主要设备有选择性和针对性的进行了监测配置，达到合理选择，维护方便的原则。下文中我们将对我区500KV变电站状态监测设备的规划、应用、趋势做详细分析和探讨。

　　论述：2011年我区建设的固阳500KV变电站、包头东500KV变电站中建设了设备状态监测系统。首先对主变进行状态监测：含油中溶解气体监测、铁心电流监测，同时设置了一套状态监测集成后台。状态监测系统采用分层、分布、开放式网络系统实现各设备间连接，与变电站微机监控系统分别独立组网独立运行。2012年计划建设的包头西500KV新建站按智能变电站建设。其中状态监测设备除主变范围扩展到避雷器，对避雷器的泄漏电流和放电电流进行监测。同时在监测后台留有余量，方便后期其它设备监测装置的接入。2012年规划建设的其它500KV普通综自站：武川、集宁东、白音高勒等也全部设置了状态监测系统，其状态监测的范围与设置同包头东变电站。

　　第一：变电站中状态监测系统的应运情况

　　状态监测系统主要包含监测后台，监测设备包括变压器、GIS设备、避雷器，及附属通讯设备。监测系统可计算分析设备当前的运行状态，将其数据及分析结果一方面予以展示，另一方面传送给状态检修上级系统，为状态检修的进一步分析判断提供最重要的基础数据。下面分别谈其功能和应运情况。

　　1：状态监测系统后台的选择

　　1)状态监测系统后台要求按变电站终期规模接入监测设备数量建设。对状态监测系统主机容量、运行速度、通讯接口数量、屏体规划要按远景建设或留有备用安装位置。同时可与与变电站综合应运服务器(或一体化信息平台)连接。

　　2)状态监测系统是全站一次设备状态信息的数据库，是设备状态信号的发布平台，也是故障诊断、运行和检修维护的咨询管理平台。一方面状态监测系统可充分利用自动化系统综合数据平台(或一体化信息平台)上的数据;另一方面，状态监测的数据也可提供给变电站自动化系统使用，最后把经过整合的信息资源展现给用户，提供给用户最全面的全方位监测数据和故障诊断信息。设备的状态信息可以打印报表，为变电站实施设备状态预警分析的高级应用提供支撑，同时也可为状态检修提供重要参考数据。

　　3)智能变电站的状态监测系统采用分层分布式结构，在过程层配置有传感器和现场采集单元。各类传感器由一次设备厂家安装在设备内部;现场采集单元按监测功能要求配置，由集成厂家集成在智能组件中，各现场监测采集单元通过RS485或以太网口以IEC103或IEC61850规约接入状态监测系统。

　　4)状态监测系统可上传至上级状态检修系统主站，并接收主站对设备故障分析和诊断结果及建议，为电网实现基于状态监测的设备全寿命周期综合优化管理提供基础数据支持。

　　5) 基于我区的电网现状，在网省公司没有状态检修系统主站，所以只提前规划预留接口。我们现阶段的做法是仅在变电站层的状态监测主机展示信息，不上送信息。当然也可考虑与普通变电站监控后台通讯，最终通过远动主机上送至调度中心信息。但“状态监测”一般认为是II区数据，所以与I区监控后台的横向通信需考虑加装防火墙，同时上送至调度中心信息需考虑纵向加密认证。在智能化变电站中一般设置综合应用数据服务器。状态监测属安全II区，状态监测系统与综合应用数据服务器进行通信，经过分析和处理后进行可视化展示，并将数据存入数据服务器，II区设置通信网关机通过防火墙从全站综合数据服务器获取II区数据和模型等信息，与调度中心进行信息交互，提供查询和远程浏览服务。

　　2：变压器状态监测设置。

　　我们现阶段主要对变压器进行变压器油色谱各气体含量、微水状态的监测，铁心接地电流监测。一般情况变压器的绕组热点温度，油位等由变压器制造同时考虑。如果有条件可考虑变压器局部放电监测，但成本费用较高，需考虑建设投资和建设必要性。

　　1)每台主变配置1套油中溶解气体传感器、1套局放传感器及测试接口。配置变压器油色谱监测，通过油色谱状态监测分析溶解油中的气体、水分的含量、产气速率等，判断设备内部存在的潜伏性故障并可随时掌握故障的发展情况。变压器油色谱监测设备安装于变压器上适当位置的采油口和回油口。变压器局放监测，预留供日常监测使用的超高频传感器阀及测试接口。变压器状态监测IED及监测附属设备安装于变压器状态监测柜。一般每相设置1面柜，每面柜中含一台单相智能终端IED,同时在其中一相柜体内加装三相综合分析主IED。

　　3：GIS设备SF6气体密度(压力)、局部放电的监测。一般GIS设备SF6的监测厂家可成套考虑。如考虑局部放电监测需考虑局放监测与GIS设备的配合接口，同时GIS局放监测的费用也较高，需考虑电网建设的投资和必要性。GIS以断路器为单位进行配置，每相1只

　　数字式SF6气体微水与密度在线监测系统用于GIS、SF6高压断路器等电气设备中SF6气体的在线监测与控制。系统可长期连续在线监测SF6气体的含水量和密度和温度，并将监测数据实时上传至监控中心以供后台数据显示与分析。当被测气体指标超标时，系统可发出报警信息。系统软件按照设定的时间和频率，采样存储显示监测数据，并自动绘制成变化趋势图供观察分析之用。

　　GIS局放监测模块是基于状态预警、跟踪测试、缺陷统计、自动诊断、事故追忆、定期发布分析结果日志与诊断结果日志、基于模型的自动诊断技术以及领域专家知识的咨询诊断、等技术相结合，对采样数据进行分析诊断，从而达到及时发现GIS内部绝缘缺陷隐患与状态预警目的。

　　4：避雷器泄漏电流、阻性电流、动作次数的监测。每台避雷器配置1只。能实时捕获雷击次数及泄露电流，并将瞬时的雷击时间精确记录。能实时记录并显示高达256次以上的雷击次数、雷击电流及雷击时刻，且在掉电后数据信息不会丢失。

　　GIS和避雷器的状态监测设备和IED等一般可考虑与就地控制柜合组。或多间隔组1面柜体。按具体情况具体如监测设备数量考虑实施方案。

　　5：状态监测终端IED与监测后台的通讯

　　变电站内各部分状态监测设备集中与状态监测后台通讯。一般采IEC61850标准进行通讯。通讯介质采用光纤。数据综合上送监测后台进行统一分析，展示，给出状态信息及检修提示信息等。状态数据较为复杂的如变压器油色普在下层基本完成分析监测，然后再将数据上送至监测后台。

　　第二：我区变电站状态监测设备发展趋势

　　由于我区变电站及线路状态监测设备的应运比较滞后，随之地市级、网省级状态监测中心的发展也比较缓慢。在2012上半年之前我区还没有建成网省电力设备状态监测中心。目前为止我区建设的监测设备仅局限在500KV变电站，监测设备大部分是主变，监测范围较小没有成规模，所以建设监测中心的必要性和意义还不是太明显。同时我区500KV站设置监测装置，由于目前我区500KV站属于有人职守变电站，运行人员可随时通过变电站状态监测后台获得变压器的状态数据，这种方式也较为直接。但随着状态监测范围的扩展及状态监测设备的成熟管理及监测系统的建设也有待发展。从500KV到220KV甚至到110KV，特别是在无人职守变电站应运，通过通讯上传至主站，将方便的查看设备的状态，减少操作检修队伍的现场工作，节约工作时间和人力物力等。

　　从变电站到线路：状态监测也会随着技术的发展逐步应运与电力线路。如：导线动态增容(导线温度)监测系统、绝缘子污秽监测系统、微风振动、杆塔震动、风偏监测系统、覆冰监测系统电缆局放监测系统等。

　　第三：状态监测系统的应运带来的实效

　　随着智能电网建设的要求，电气设备由现在的定期预防性试验检修发展向状态检修是必然趋势，而状态监测是状态检修的基础。状态检修相对电力设备检修试验、带电测试等传统测试办法，手段及管理上获得了很大提升。同时可以根据设备的状态来决定检修与否，从而大大减轻检修的工作量、节省大量的人力与资金，从某种意义上可以说大大减少因经常检修而出现的人身、设备安全事故。因此建设在线监测系统是保证电网安全经济运行、提高用户供电可靠性以及增收节支的重要举措，具有相当广阔的应用前景。

　　蒙西电网:也将随着电网的发展及建设投资的加大以及状态监测设备的成熟和其带来的实效，状态监测系统的应用必将有很好的发展前景，不光辐射与变电站一次设备的状态监测，还将应运与电网输电线路及设备的监测。将会对运行检修工作带来更大实现和方便。

《蒙西电网状态监测系统的应用与发展》

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文章名称：蒙西电网状态监测系统的应用与发展

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