智能变电站设备诊断与状态监测技术研究

杨志勇

摘 要：目的 探讨与分析智能变电站设备诊断、状态监测技术在智能变电站建设与设备运行监控中的作用，研究智能变电站电力设备状态监测系统的构成。方法 通过对智能变电站电力设备监测方案进行设计，并列举相关的诊断实例，分析设备状态监测对设备诊断的意义。结果 变电站设备的智能状态监测是变电站实现网络化信息共享的基本条件，同时也是其实现自动控制、开展在线分析、协同互动、为其决策提供依据的必要准备。不仅能够及时掌握电力设备的运行状况，同样也是对设备进行综合诊断的依据。它是智能变电站构建的基础技术支撑。结论 在电网设备中引入较为成熟的监测技术，是提高智能设备监测的准确性与有效性的关键。

关键词：变电站 设备 诊断 状态监测 设计

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）06（c）-0020-02

变电站是智能电网的重要构成部分，目前已在智能变电站建设领域引起了广泛的关注。对变电站设备的智能状态监测主要是指应用现代化的数据化信息系统，以网络化的通讯平台作为媒介，同时将信息共享标准作为要求，来实现信息采集、控制、监测、保护等功能的设施[1]。它能够对电网实施灵活化的控制，并提供在线决策，实现电网调度与变电站的互动。它是确保电力设备正常运作的关键，同时也是实现智能监测的基础[2]。对电力设备进行智能状态监测同样能够为电力设备故障诊断提供依据[3]。

1 智能变电站状态监测系统的主要构成

对电力设备状态的监测主要依赖网络及传感技术，通过在较短时间内获取电力设施的特征参数，并通过计算机软件实施分析与处理，迅速对设备的可靠性与安全性做出评估与诊断，预估设备的使用寿命，为及早发现设备的潜在故障提供条件，进而提高电力设备供电的安全性与可靠性[4]。开展电力设备的智能状态监测是降低设备故障率的关键。虽然变电站电力设施种类较多，且结果类型不一，但建立状态监测系统必须历经3个主要步骤。即采集电力设备的数据信号，传输数据内容，诊断与处理数据信息。

一般变电站内部电磁环境相对来说比较复杂，在采集信号传输的过程中同样可能受到外界环境的干扰，导致信号失真[5]。因此，为避免模拟信号在传输过程中的失真问题，现提倡将现场总线技术应用于智能状态监测中，实施模拟信号的转换，并对主机实施连续性监测与处理。通常智能变电站主要由3层结构组成，包括过程层、间隔层与站控层。采取模块式的设计技术与现场总线的控制技术。对变电站的通信网络进行分层设定。在变电站内部安装相应的数据处理与采集系统，并对数据进行诊断与分析，并经由网络将监测数据反馈至数据管理及诊断系统中，对变电站的电力设备的运行状态进行实时监控。应用总线式的结构，灵活性较强，在加入或撤除监测设备时，无需改变整个监控系统的结构，仅需增加对应的智能组件即可，在一定程度上减轻了主机的负荷，且系统具备较强的开放性，同时可提高监测的可信度。

2 智能变电站设备诊断、状态监测系统的设计

智能变电站电力设备状态监测系统属于大型的跨系统、跨部门的综合性信息管理体系。以某地供电公司智能变电站状态监测体系为例，其涉及到的部门不仅包含生产部、技术部、调控中心，同样包括监控中心、安全管理中心等，设计系统包括数据采集与监视控制系统（SCADA）、网元管理系统（EMS）、测试和检验系统（PMI）等[6]，系统设计所需装置包括断路器监测设备、变压器综合管理平台、地理信息系统监测装置与避雷装置等。因此，在对智能变电站状态监测系统进行设计时，必须综合考虑各系统之间的联系与模块之间的集成。

一般智能变电站状态监测系统主要包括3个部分，其一，就地部分，它包括变压器测试智能组件，主要对环境温度、电流、气体、套管介质及电容量、油位等方面实施监测；地理信息监测智能组件则主要是对局部放电情况实施监测；同样还包含容性设备监测智能组件，来对避雷设施、电流互感器、电容式电压互感器与耦合电容器进行监测。其二，则为站内控制室，它主要负责设备状态信息的建模与接入，包含一体化的信息平台、站控层交换机与站端状态监测系统平台。其三，则为站外部分，主要由远程数据综合平台构成，负责对监测数据进行处理与反馈。智能变电站电力设备状态监测系统的设计，主要遵循站内共享与集成的原则，加入设备状态信息与动态操控系统等。在变电站内部发生事故时，状态监控系统将会自动触发警报，并弹出相关的提示与事故信息，同时迅速生成故障推理模型，为变电站的信息处理提供依据。

3 结语

当前我国变电设备智能状态监测技术尚且处于起步阶段，为提高状态监测的准确性，还需在电网设备中引入较为成熟的监测技术，以提高智能设备监测的准确性与有效性。同时还需将传统二次技术与智能设备的一次状态监测技术相结合，实现两者的融合沟通，保障信息的共享与沟通，保障设备运行操作的可靠性。另外，还需开发智能变电站设备的综合分析系统，开发故障诊断、系统运行状态评价、设备运行寿命评估等应用，提升设备诊断结果的准确性，进而优化其智能水平。除此之外，还需强化对智能变电站设备入网的检查与测定工作。建立完善的入网监测制度，定期开展检定工作，提高系统的专业性，以提高系统的设计水平，优化产品质量，最终达到提高设备智能化水平的目的，为智能变电站设备诊断与状态监测提供依据。

参考文献

[1] 金逸，刘伟，查显光，等.智能变电站状态监测技术及应用[J].江苏电机工程，2012，31（2）：12-15.

[2] 王硕.关于智能变电站一次设备相应状态在线监测的分析[J].中国科技纵横，2013（13）：113-114.

[3] 黄新波，王列华，唐书霞，等.智能变电站开关柜综合状态监测IED设计[J].中国电力，2014，47（2）：84-89.

[4] 郭宁辉，秦立军.变电站一次设备智能诊断技术及高级应用[J].企业技术开发，2012（17）：124-125.

[5] 黄文灏，余建华.变电设备一次监测与二次监测设备状态及使用[J].企业技术开发，2013（14）：92-93.

[6] 王宏，黄新波，王红亮，等.智能变电站金属氧化物避雷器在线监测智能电子设备的设计[J].广东电力，2012（8）：80-85.