一种新型变电站监测装置校验方法研究

马 勇 胡成博 徐长福

（江苏省电力公司电力科学研究院，江苏 南京211103）

0 引言

目前对变电设备在线监测装置的校验，需要专业人员携带相关的校验设备，去现场进行比对校验。这种重复性试验不仅浪费大量人力物力，效率低下，同时容易造成人为误差，给校验工作带来不安全隐患。针对以上问题，本文提出了一种新型的变电站监测装置校验方法，该方法基于无线通信技术和计算机控制技术，通过VPN 无线专用网络并经安全接入平台系统接入电力内网，从在线监测主站平台获取被校验的在线监测装置的实时监测数据；建立覆盖全站的无线局域网环境，与各类标准信号源、标准监测装置之间建立稳定、可靠的无线加密网络链接；利用各类标准信号源、标准监测装置，实现对各类常见在线监测装置的数据校验工作。

1 车载智能校验系统总体设计

1.1 校验现状

目前常用的校验过程如下：

（1）根据需校验的在线检测装置，专业人员选择对应的标准信号源，携带去校验现场。

（2）到达现场后，把标准信号源加载在需要校验的在线监测装置上，手工调节标准信号源的输出，手工记录相应数据。

（3）登录电力内网中的在线监测主站平台，查找校验试验进行时相应的在线监测装置的实时监测数据，并手动记录。

（4）重复步骤（2）（3），得到被校验的在线监测装置在全量程范围内的多组数据。

（5）将标准信号源的输出信号数据和被校验在线监测装置的实时监测数据进行人工比对，得出被校验的在线监测装置数据准确与否的结论。

1.2 存在问题

现有的校验方法缺点很明显，具体如下：

（1）现场校验试验过程中，各仪器为相互孤立状态，无相互数据交互。

（2）校验过程中标准信号源需要手动调节参数和触发动作。重复性试验、数据记录等方面均依靠人工完成，效率低下。

（3）校验试验过程中用于比对的在线检测装置实时监测数据的获取，需要去电力内网中的在线监测主站平台，依靠人工界面查询，很不方便。

（4）校验数据人工记录，校验结果人工比对，容易造成人为的误差。

（5）校验结果未实现电子化线上维护，不方便建立在线检测装置校验记录及事后检索。

（6）校验需要有经验的专业技术人员去现场进行操作。由于变电在线监测装置的普及，要定期完成这些装置的巡检，要动用大量的专业技术人员。

2 新型变电站监测装置校验方法

为弥补现有变电站在线监测装置校验方法中各仪器相互孤立、仪器控制及数据管理自动化程度低下、数据比对存档检索等不方便、校验工作效率低下、需要大量专业人员等问题［1－2］，本文提供了一种基于无线通信技术和计算机控制技术的车载化变电设备状态监测装置智能校验方法。

通过VPN 无线专用网络并经安全接入平台系统接入电力内网，从在线监测主站平台获取被校验的在线监测装置的实时监测数据；利用无线局域网通讯系统分别和移动音视频监控终端、标准信号源、手持PDA 进行连接通信；设计标准信号源控制输出方案，实时比对标准信号源输出信号数据和被校验的在线监测装置的实时监测数据，利用计算机软件自动产生校验结果；利用手持PDA 通过WiFi和标准信号源通信，所述手持PDA 经过授权后可对标准信号源进行操作；可利用相关计算机技术开发人机交互界面，预设、手动设定标准信号源的输出方案。配合数据库，对被校验的在线监测装置建档并保存校验记录，支持查询历史校验记录［3］。

3 方法步骤

新型变电设备状态监测智能校验方法包括以下步骤：

（1）将配置有通信中心、标准信号源、无线局域网通讯系统和移动音视频监控终端的车辆驶入被校验的在线监测装置所在的变电站，并停在变电站的安全区。

（2）打开相应操作软件，搜索被校验的在线监测装置的ID，查找该装置，当该装置是第一次校验时，在车载中心建立档案；若该装置的校验档案已经存在，查阅校验的历史记录，为本次校验做准备。

（3）等待车载中心和电力内网建立稳定的通信后，读取该装置的实时监测数据。

（4）根据所需校验的在线监测装置选择相应的标准信号源，将所选择的标准信号源安装在被校验的在线监测装置相邻位置，将标准信号源的输出加载到被校验的在线监测装置的传感器上。

（5）将无线局域网通讯系统的收发末端布置到校验现场，架设临时无线局域网。

（6）将移动音视频监控终端布置到校验现场，调节视频信号，现场监控校验进程，并在需要时通过网络电话远程指导校验操作。

（7）根据历史校验结果，有针对性地编制校验方案或者采用预设的校验方案，发送给标准信号源，等标准信号源发回就绪信号后，开始校验。

（8）实时比对标准信号源输出信号数据和被校验的在线监测装置的实时监测数据，根据预设的误差范围，判断该装置监测信号的准确性。

（9）在校验过程中，若需要现场调节标准信号源的输出，授权手持PDA 对标准信号源进行操作；或者授权标准信号源，通过标准信号源上的操作键进行操作。

（10）校验结束后，生成校验报表并存储，方便以后检索。

4 标准信号源

4.1 断路器标准信号源

断路器标准信号源模拟断路器正常工作和异常工作时的各项参数：一次回路的开断电流；分、合闸线圈电流；储能电机电流；行程传感器电压信号、电流信号、数字信号。

断路器工作状态模型可以手动设置，也可以导入在实际检修中获取的典型正常、故障波形由标准信号源输出。

4.2 避雷器/容性设备/铁芯泄漏电流标准信号源

避雷器、容性设备、变压器铁芯漏电流在线监测装置都是通过监测设备的电流、相位等参量来监测该设备的运行状态。本文中避雷器/容性设备/铁芯泄漏电流标准信号源采用三相交直流指示仪表。

4.3 中性点电流标准信号源

变压器中性点电流标准信号源采用直流电流标准源来实现，其输出电压为0～20V，输出电流幅值为0～50A，电流精度为0.1%，输出为直流输出。

4.4 SF6气体密度标准信号源

SF6气体密度信号源采用储气缸与可变气缸配合操作的方法来实现。采用直径250mm 的可调行程的气缸作为SF6的可变压力气缸，内置压力传感器和温湿度传感器，通过电动推杆来调节气缸内SF6气体的压力，使之达到预设的SF6气体压力，供被校验装置比对。

5 结语

本方法避免了以往只能人工手动进行校验、效率低下、不方便存档检索的问题，满足了电力部门变电站在线监测装置校验的智能化要求，具有非常广阔的应用前景和实用价值。

［1］张东进.变电站设备绝缘在线监测系统的研究与应用［J］.电力设备，2004，5（7）：23－26.

［2］鲁东海，孙纯军，王晓虎.智能变电站中在线监测系统设计［J］.电力自动化设备，2011，31（1）：134－137.

［3］吴桂初，曾云亮，李晗，等.断路器在线校验系统的设计［J］.科技通报，2007，23（6）：873－877.