PI系统在状态检修中的应用与案例分析*

杨 超，何 锋，周奇鸿

（国网浙江安吉县供电局，浙江 安吉 313300）

随着状态检修的推广和应用，一些问题凸显出来，例如不同变电站电气设备的差异性、相关设备状态检测手段还不成熟等，不能给状态检修提供科学准确的设备状态分析，往往凭经验而定.通过对设备状态的在线监测，利用PI实时／历史数据库系统可以对所监测设备的实时／历史运行数据进行监测分析，为状态检修提供可靠的依据.

1 PI数据库简介

PI实时／历史数据库系统是由美国0SI Software公司与20世纪80年代初开发的基于C／S、B／S结构、可运行在windows环境下的商品化软件应用平台.与传统的关系型数据库管理系统相比，PI数据库在对大量实时数据按时间顺序进行记录、存贮、获取、分析和开发利用等方面有着较明显的优势，可对存入数据库的数据实行高倍率压缩，可按一定的时间间隔存储每个测点的多年数据，而占用的磁盘空间非常小，特别适合于长久记录生产过程中按时间顺序产生的大量数据.用户利用PI客户端提供的工具，既可查询最新的实时数据，也可以对任意时段、任意时刻的历史数据进行回顾.将PI系统应用于电网运行在线监测数据的采集、存储和分析处理，可以提高电网安全、稳定、经济运行水平［1］.

2 状态检修的意义及现存问题

电力企业状态检修是以安全、可靠性、环境、成本为基础，通过设备状态评价、风险评估、检修决策，达到运行安全可靠，检修成本合理的一种检修策略.状态检修可以减少不必要的检修工作，节约工时和费用，使检修工作更加科学化［2］.

目前状态检修工作实施过程中也存在着一些问题，阻力也很大.

各地区及各变电站的电气设备有很大差别，状态检修是按照各变电站自身设备的特点和运行状况，运行时间和在线检测设备及工作经验而定.相关设备状态检测手段还不成熟，兼容性较差，监测技术及设备的可靠性、实用性还有待提高.要实现设备的状态检修，必须对设备运行状况进行在线监测，并对监测到的数据进行分析比较，才能确定设备的运行情况，从而确定是否检修.新建及新投产设备与在线监测设备结合不够紧密，经常需要技改及大修时机来安装监测设备.管理体系、技术体系及执行体系应当在设备起步阶段就结合状态检修理念将监测技术及设备引入.在变电设备设计阶段就加入一体化的概念，这样就使设备与监测技术结合更为紧密，可靠性增强，从而降低技改难度及缩短检修时间［3，5］.

3 PI系统在状态检修应用案例介绍

3.1 应用概况

PI系统2006年在湖州范围内推行以来，系统已经接入湖州范围内变电站近4万多个触点，同时，在全局范围内开展PI数据库应用技术培训.在湖州PI历史实时数据库系统应用竞赛中，涌现出不少好的作品，涉及设备数据分析、在线监测开发等多个专业领域，多数优秀作品中也引入状态检修的概念，为其做出数据分析支持［4］.

3.2 案例介绍

案例1：电网备自投PI实时监测预警系统.

开发背景：随着电网规模的日益扩大，以及环形电网的大量出现，供电可靠性大大提高，但与此同时，由于电磁环网对系统的稳定带来不利影响，另外城市电网伴随着大量短线群的出现，若双电源供电往往带来保护配置和配合上的困难.在这种情况下，湖州电力局35～110 KV变电所供电网多选择一路供电、一路备用的运行方式，单电源供电的可靠性即可利用备用电源自投装置（BZT）来保证.但由于安吉电网的特殊性，即部分地区的主网架还比较薄弱，备用电源自投装置的动作逻辑因此也比较特殊，这就对全局的备自投系统进行定时巡查带来困难，给运行及检修人员日常维护带来不便.

基本思路：利用PI实时数据库中数据对备用电源自动投入装置的采样信号及充电序列进行实时监测，随时掌握备用电源自动投入装置的运行工况，按照动作序列模拟备自投装置动作情况.

功能展示：图1集中反映了各变电所备自投保护装置的软压板、PT断线、装置通讯中断、备自投动作等信号，同时对进线电流及I、II段母线电压进线监测，图2是主界面图1的分画面，反映了某一变电所的备自投装置各项参数以及负荷情况，通过备用电源自动投入装置，充电序列可以按照动作序列模拟备用电源自动投入装置动作情况，便于电网运行人员了解安吉电网各备自投的总体运行状况，提高了备自投安全运行可靠性.

图1 主界面图

案例2：基于PI数据库的变电所在线温度和负荷监测系统.

图 2 某变电站详细信息

开发背景：随着经济的发展，用电负荷不断攀升，基层管理单位急需掌握其管辖范围内的开闭所出线的负荷运行情况，同时湖州电力局基于PI的变电站设备温度在线监测系统项目实施，在开关柜内变压器、断路器、隔离开关、电缆等设备安装了无线温度传感器，温度数据发送到无线数据基站，通过变电所现有的通信网络远距离传输至主站并建立变电所设备实时温度的PI数据库，这样就可以利用这些数据实现各条出线的设备温度和负荷在线监测分析，从而能及时发现过负荷、温升值过高等异常情况，采取措施，保障设备的安全运行.

基本思路：利用PI实时／历史数据库，对设备的温度、负荷等数据进行实时监测分析，当温度、负荷异常时告警.

功能展示：图3显示了某变电所82个监测点中有10个测点温度告警，并跳出告警对话框.调阅告警变电所信息，查找告警线路，如图4清晰地反映了告警线路的实时／历史温度、负荷曲线，此外，也能反映某一线路相间温度差过大.该系统能够及时发现温度、负荷异常，第一时间通知检修人员处理，避免事故扩大.

图3 主界面图

图5对温度越限累计时间以及越限时间占总时间百分比的统计，可以了解该设备该时间段的运行工况，对状态检修以及集中检修提供一定的参考数据.如某条线路设备长时间高温运行，可以考虑对该设备进行重点检修或更换设备.

图4 某条线路的负荷、温度曲线

图5 某条线路的负荷、温度曲统计

案例3：基于PI变压器有载开关运行状态及主变油温监测.

开发背景：现有的主变有载开关动作次数是由运行人员在现场通过有载开关控制器为统计依据的，统计时可能存在前后统计时间上的误差，同时还要花费大量的人力，同时在统计时间上不可统计任意时间段，如每天、每月、每季等.同时现有主变的油温统计依据是SCADA系统数据进行统计，只能片面地统计主变当前的油温，而不能有效地分析主变油温波动情况，特别是主变超温运行的累计时间.

基本思路：利用PI实时／历史数据库，对主变有载开关、油温进行实时监测分析，反映出有载开关动作次数、各档位的运行时间、负载率以及油温越限的时间比.

功能展示：利用PI系统对主变油温、档位等工作状态进行实时监控（如图6），如有异常即闪动发出告警，通过编程实现对主变油温超温运行时间的统计.通过柱状图和饼状图（图7）反映了主变各档位运行时间和百分比.该系统可以有效掌握主变负荷情况，为合理安排变电所负荷和主变经济运行提供第一手资料，同时可以为主变状态检修提供一定的数据支撑.

图6 主变实时工作状态

图7 主变实时工作状态析

4 结束语

总结以上几个案例可以看出，利用PI实时／历史数据库系统不仅能有效地对变电所设备情况实现在线监测，而且能够方便灵活地对历史数据进行分析、展示、调阅，及时发现设备问题.同时，通过对设备一个阶段内的工况分析，能够为状态检修提供可靠的数据支撑，对一些工况较差的设备进行定期例行检修维护.下一步，随着PI接入信息的增多，对设备状态实时监测更加全面化，我们可以针对状态检修要求，对设备评估时所涉及到的数据进行重点监督分析，让PI在状态检修中发挥更加重要的作用［5］.

［1］张鹰，张浩.PI系统的SCADA数据接入及应用案例［J］.华东电力，2008，6（3）：61－64.

［2］费东虎，凌红星，李也白.基于PI数据库变电所重要参数监视与分析［J］.浙江电力，2006，25（6）：46－48.

［3］田家英，赵舫.PI实时数据库在供电企业中的应用［J］.继电器，2006，34（15）：46－49，53.

［4］浙江省电力公司.关于表彰PI实时数据库应用竞赛获奖作品和先进单位的通知［Z］.2006：12.

［5］蒋建杰，沈根强.浅谈PI实时系统在配网运行管理中的应用［J］.浙江电力，2006，25（6）：38－40.