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智能变电站保护在线监测系统设计

发表时间：2021/5/27 来源：《基层建设》2021年第2期作者：肖思琼热比古丽•约麦尔牛一一米热班古

[导读] 摘要：电力经济快速的发展，智能变电站是依靠精密、稳定、集成和环保的智能装置，以站内信息数字化、共享化，通信平台网络化为基本要求，在自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等功能的同时还具备了实时控制、智能调节、在线分析等功能。

        国网喀什供电公司
        摘要：电力经济快速的发展，智能变电站是依靠精密、稳定、集成和环保的智能装置，以站内信息数字化、共享化，通信平台网络化为基本要求，在自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和检测等功能的同时还具备了实时控制、智能调节、在线分析等功能。智能变电站需要保护提供设备状态数据的采集和分析、对比等功能，并且能够根据设备参数对采集的数据进行整合、评定后采取相应的措施，由于前端数据的采集由在线监测系统完成，所以在线监测系统对于实现变电站的智能化尤为重要。
        关键词：智能电网；在线监测系统；自动化
        引言
        在如今的变电行业中，变电检修的概念在各电力工程中受到广泛的普及和推广。在线监测技术能够对电力设备和操作系统进行实时监测，有利于工作故障及时被发现，保证检修人员在事故萌芽阶段及时采取有力的方案进行解决，由此制止意外事故的发生，这项技术在变电检修工作中显得由于重要。而随着我国电力行业经济化进程的飞速发展，并且互联网竞价与现实分离等现象的发生，对变电检修工作进行在线实时的监测以及对检修设备的运行造成影响。对变电检修工作进行在线实时的数据采集工作，记录真实有效的数据，对变电系统进行合理分析和诊断，有故障则能够自动报警，能够有效直观地确认变电系统的运行状况，对变电检修的工作有十分重要的作用。
        1在线监测智能电子设备的功能
        在线检测的智能化电子设备的功能主要包括下面三个方面：（1）对收集到的设备信息进行有效加工和处理，按照处理得出的结果进行分析，架构一个与之对应的数据整体模型，再利用通信的服务端口提供数据信息采集、服务方式的设置以及访问模型等实际性应用功能，在这些功能的基础上整理和分析收集到的设备数据信息。（2）报警信息的监测传输具有周期性，它在处理接收到的报警信息和监测数据时，包括缓存和非缓存两种处理模式。在对报警信息的上传过程中，其主要选择的功能就是ACSI（抽象通信服务接口）中的报告服务功能，它实现了控制块各项参数的最优化配置，可以做到实际控制与监测数据信息的传送情况。（3）利用ACSI的报告、定值、控制服务去完成模型控制参数与计算机模型数据参数的对时及数据召唤的相应功能。
        2在线监测技术在变电检修中的应用状况
        2.1在线监测技术的研究和开发
        到目前为止，许多知名高校在变电检修方面的在线监测的基本理论和技术的相关研究等各种课题的研究方向上没有投入足够的经费，没有全面认识变电工程的科研需求，对其没有做到相应的重视，导致在线监测技术的研究和开发不能够尽快进行，开发在线监测技术的项目被延后。尽管目前许多的高校和科研单位对变电工程及技术手段方面的理论研究比较重视，但缺少对变电系统设备和在线监测技术的现代化研究和开发。对在线检测技术进行研究和开发需要对变电设备的信息数据进行有效测定、记录和处理并对其进行有效分析。
        2.2监测设备的管理维护制度
        在线监测技术对电力设备和操作系统的实时监测有利于工作故障及时被发现，然而到目前为止，大部分的变电工程管理部门没有相应的监测工作经验，不能对监测设备进行合理的管理和维护，没有建立相关的管理制度。一些变电系统单位的工作人员，大多数没有受到过正规的业务培训，不能熟练地进行操作管理，干扰了电力设备和操作系统的实时监测功能。与此同时，相关单位的管理制度不够全面，对在线监测技术在变电系统中的应用和发展起到了阻碍作用，对变电检修工作进行在线实时的监测以及对检修设备的运行造成了不良影响。

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        2.3监测装置的测试
        随着变电系统在电力时代中的蓬勃发展，如今的传感技术、电磁试验等科研项目也在迅速发展。在线监测技术中使用的变电装置应当严格选用标准化的设备与机器，并对监测装置进行严格全面的稳定性测试等，保证电子监测装置在变电实验室内通过严格的灵敏性检验，在操作现场中能够进行实时监测，保证给变电系统设备的运行，防止变电装置出现意外事故，从而有效降低变电工程的运行和检修成本。
        3变压器在线监测技术的具体应
        3.1油气分离技术
        （1）薄膜脱气法。结合变压器的结构特点来看，变压器内部具有变压器油室和气室，可以利用一种高分子薄膜，将油气室内部的油和气进行分离，然后通过计算油室内溶解气体的含量，来分析变压器的运行情况是否良好。这种技术主要是利用高分子薄膜实现油气分离，监测的结果对于薄膜的质量要求较高，监测的结果可能存在一定的差异，但是可以辨别变压器是否存在故障。（2）动态顶空脱气法。另外一种气体检测方式就是动态气体检测法，通过采样瓶来收集变压器析出的气体，然后利用脱气原理来对相同间隔时间内的气体量进行检测，如果测量的数值相同，那么说明变压器的油气平衡，不存在故障；如果数值异常，那就要分析变压器是否出现新的故障。
        3.2气体检测技术
        （1）气相色谱法。在纯度较高的氮气作用下，把分离后的气体输送至色谱柱中，由于受到分配系数的影响，气体在色谱柱中停留的时间会有一定的差异，且成正相关，也就是分配系数大则停留时间长。再将各组气体置于高敏度的TCD检测仪中，对气体浓度进行检测，然后将浓度信息转换成相关信号，将其输入到计算机中。用这种方法检测气体，能够准确测出气体浓度，但是需要花费大量时间，且操作复杂，要求检测人员技术水平较高，一般用于定期检测中。（2）光声光谱法。在变压器的运行过程中，通过分析溶解在油中的气体特性来监测变压器的运行情况。这种监测技术的原理主要是利用不同的气体吸收特定波长的红外线，然后通过光谱来分析各种气体的组成和含量。在实际的监测过程中，利用滤光片来分析各种不同的气体，如果气体的组成符合正常的气体组成，说明变压器运行情况良好。如果气体成分异常，说明变压器存在故障，要及时检查并恢复。
        3.3其他设备的检修
        对其他设备的检修包括使用在线监测技术对电容型设备进行检修、对高压电缆进行检修、对绝缘子进行检修、对载流体进行检修等各种变电设备，主要以检修绝缘性能为主。对电容型设备进行检修需要对其绝缘性进行在线、实时的监测工作，检修人员应当对电容型设备监测获取的信息数据如电流的泄露量、介质性能等情况进行综合全面的分析，将获得的数据和资料进行记录和整理，并储存起来以便对电容型设备的性能数据进行准确分析，防止其出现绝缘损坏。对高压电缆进行检修需要对其绝缘性进行监测工作，检修人员应当对高压电缆监测获取绝缘材料的性质信息进行综合全面的分析，防止其被劣化或击穿。对绝缘子进行检修需要对其绝缘电阻和电量进行监测工作，检修人员应当对绝缘子的各项性能数据进行综合全面的分析，防止其出现故障。
        结语
        将保护在线监测系统的各部分拆开详细分解，选择最优方案，进行分析对比，最终确定了基于大数据分析的在线管理技术，图表型二次系统可视化技术，基于人工神经网络的异常智能诊断技术和基于物联网与移动互联的安措可视化技术。
        参考文献：
        [1]李生权，钱文姝.智能变电站技术的现状与发展趋势研究[J].电网与清洁能源，2017，33（12）：59-64.
        [2]张陶，于立涛，王黎，等.智能变电站双视实时在线监测智能预警系统设计研究[J].微型电脑应用，2019，35（12）：67-69+81.
        [3]张曼.智能变电站设备检修的二次安全控制措施[J].湖北电力，2018，39（2）：32-34.