特高压变电站在线监测系统的实践

杨恺晋 程晓君

【摘  要】随着我国近年来电力行业的快速发展，电力系统运行的安全性监测能够为电力系统的安全运行提供可靠保证。由于现阶段我国电网系统跨度较大且基础设施较为薄弱，因而对变电站设备进行有效系统的在线监测就显得于分重要。特别是在电子信息时代的背景下，以先进的科学技术手段为基础，在线监测变电站设备，这不仅仅是电力系统安全运行的前提，也是我国电网改造建设的主要方向。所以，在电力系统的实际建设和发展过程中，应实现在线监测平台的建立和完善，利用在线监测手段来对变电站设备电气检修工作中存在的问题进行有效弥补，从而有助于电力系统运行稳定性和安全性的提高。

【关键词】特高压;变电站;在线监测

1 在线监测系统的具体概念

随着我国经济的发展，我国的电网容量不断地增大，一些高压电气设备不断的被制造出来，这就使得传统的电力试验已经无法完全的满足电网的正常运行的要求。同时由于一些高压设备也在不断的老化的过程中，在某种情况下，一般的预防性试验已经无法真正的发现整个电力设备存在的隐性缺陷。因此，建立起在线监测系统能够对特高压变电站进行实时的、准确的、长时间的检测，而且还不会影响整个电气设备的运行活动，在此基础上还会对变电站内部的电气设备整体的绝缘老化趋势等进行一定的评估与判断。就目前来讲，我国的高压电气设备的在对绝缘方面进行在线监测的主要方式是绝缘油的在线色谱分析方交流电泄露电流方法、电介质损耗角正切法、以及局部放电与放电位置监测法等。

2 在线监测技术

（一）智能传感器技术

智能传感器技术最早是由美国宇航局提出的，用于处理宇宙飞船观测到的大量的空间数据。它已经从过去的单一化向集成化、微型化和网络化方向发展，并随着无线通信技术和物联网概念的提出和发展越来越受到关注。

智能传感器在传统传感器基础上集成了神经网络及多传感器信息融合等新技术，是智能一次设备状态信息获取的源头，可以实现所采集数据的传输、存储、自我分析、关联关系的自我判断等功能。传统传感器以机电测量为基础，有易受电磁干扰、灵敏度低、绝缘性能差、可靠性低等缺点。而智能传感器通过软件技术实现高精度的信息采集，促进了测量技术的进步;具有一定的自动编程能力，解决了数据不稳定、信息采集可行性问题;性价比高，易于安装与维护;集成度高、体积小，能有效防止破坏，电磁兼容性良好，易于实现故障诊断，为电网的故障诊断提供理论基础;同时具有实现智能数据交换与远程控制的软硬件，是实现智能一次设备在线监测的核心技术。

（二）智能信息处理技术

智能信息处理技术是将不完整、不精确、不确定的知识和信息进行处理的过程与方法，知识获取与数据挖掘是实现信息智能处理的关键手段。随着多数据源在电力系统中的广泛使用，数据的获取越来越便捷，信息量大幅度增长，在提高电网在线监测与诊断的同时又加重了数据处理的负担，数据挖掘通过信息描述、关联关系分析以及历史数据的聚类分析和偏差分析为智能设备的在线监测提供可靠、准确的数据基础。

智能信息处理技术最早应用于医用CT机的图像处理以及智能测量仪器等高自动化监测设备中。目前随着计算机技术和信号处理技术的发展，智能信息处理技术中的人工神经网络、模糊集、粗糙集、信息融合等技术应用于电网故障诊断领域，用于解决不确定信息的问题。此外，智能信息处理技术在解决互联网网络阻塞问题、智能交通系统的车辆自动化管理等方面得到广泛应用。

（三）数据传输技术

信息传递的实时性与准确性是设备在线监测技术的重要基础。目前随着WAMS在电力系统的广泛使用，更多带有准确时标的量测数据可以为在线监测系统使用，但这要求通信系统具有高可靠性、低误码率以及良好的鲁棒性和冗余性。其技术要求具体包括：支持保护和控制信息的高速、实时通信;支持电力系统中应用的宽带网;能够访问所有的一次设备以及在部分网络出现故障时能够持续工作。

目前数据传输的网络主要采用光纤通信、无线通信或者两者结合的方式组建，实现在线监测系统与设备之间信息的传递。光纤通信可选择以太网无源光网络技术组网，实现网络上数据的传递和信息的综合;无线专网将无线接入点接入最近的光网络单元，负责在线监测装置与无线接入点之间的通信。

3 特高压变电站绝缘在线监测系统结构

随着变电站自动化技术的发展，通过丰富的通信手段，绝缘在线监测系统可以将变电站内所有在线监测设备所采集的绝缘特性测量值综合到变电站绝缘在线监测工作站内，并对数据提供综合浏览、存储及分析服务，从而更全面地掌握变电站内电气设备的运行状况。

变电站的各种在线测量装置采集现场状态量后，分别通过各种通信方式与1 000 kV继电器小室的NSC300通信控制器通信，由NSC300通信控制单元对监测数据进行规约转换，然后上送站控层绝缘在线监测工作站，由工作站完成对数据的处理和显示。绝缘在线监测系统单独组网，与变电站自动化监控系统网络彼此独立。

4 特高压变电站的在线监测系统在实践过程中的主要功能

第一，在线监测系统应该能够准确的测量出避雷装置在运行的过程中的阻容性电流的变化情况，并且精确的掌握其内部绝缘部分的受潮情况以及阀片的老化情况。

第二，实时的监测电压互感器、电流互感器以及耦合电容器等设备是否存在着泄露电流的现象，切实地掌握设备内部的老化以及受潮的情况，防止由于此类情况的原因从而导致变电站运行受阻。

第三，系统可以从测量充油设备的绝缘油内部的可燃性气体是否发生变化，保证可燃性气体存在的安全性，还能够掌握整个充油设备的内部是否出现过热湖综合的放电的现象，如果通过在线监测系统监测出此类问题，就需要维修人员第一时间对其进行维修的与保养，防止事故的發生。

第四，检测信号在传输时的质量是否过关，要保证信号的传输过程中不会受到其他信号对其产生的干扰，不会发生失真的现象，并且防止此信号对附近其他信号产生的影响。

第五，在线监测系统具有专家分析功能，它对于一些数据具有分析的功能。能够智能化的判断出整个设备内部的绝缘状态是否正常，相关的绝缘设备是否存在着问题。

第六，在线监测系统还能够对数据进行系统的分析，还可以将数据通过网络平台与远程输送等方式，最终实现数据的共享。

5 结语

特高压变电站中的在线监测系统能够准确的、及时的反映出整个电力设备的内部绝缘状态的整体变化情况，对我国电网的正常发展有着十分重要的意义，而且在线监测系统还是我国的供电企业在实行状态检修时的唯一的技术手段。因此，在我国要大幅度的推广特高压变电站的在线监测系统的应用，从而更好的积累监测经验，从而推动变电站整体的快速发展，创造出更大的利益。

参考文献：

[1]刘昱，许玉香，于峥，尚勇.750 kV智能化变电站在线监测系统配置[J].电网与清洁能源，2010.

[2]王德文，阎春雨.变电站在线监测系统的一体化建模与模型维护[J].电力系统自动化，2013，23：78-82+113.

（作者单位：国网山西省电力公司检修分公司）