变电站高压设备在线监测系统的设计与应用  

作者:骆东升 刊名:《内蒙古电力技术》 上传者:黄立萍

【摘要】针对变电站设备状态传统监测、诊断手段存在的问题,以220 k V黄河变电站为试点,开展了变电站高压设备在线监测系统的应用研究。通过对现有试验和诊断方法进行数字化改造,安装全数字一体化智能监测单元,实施变电站在线监测系统的建设,实现了对变电站内高电压设备绝缘等状态参数的实时监测,设备缺陷检出的灵敏度和有效性显著提高,保障了设备的安全稳定运行。

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0引言随着电力设备的大容量化,电网对安全可靠性的要求也越来越高,而设备性能的传统监测、诊断手段已难以适应新的发展需求。对于电力变压器、互感器等高压设备,导致其故障的主要原因为绝缘性能失效。统计数据表明,我国110kV及以上电压等级的电力变压器,因绝缘劣化引起的事故分别占总事故台次、总事故容量的68%和74%[1]。由于缺乏先进的故障预测手段,近年来我国高压断路器的故障率也比较高。因此,对传统试验和诊断方法进行改进,开展变电站高压设备在线监测系统的应用研究工作,对保障电力系统健康、快速发展具有十分重要的意义。乌海电业局以220kV黄河变电站为试点变电站,开展了变电站高压设备在线监测系统的应用研究,对传统试验和诊断方法进行了数字化改造。通过安装全数字一体化智能监测单元,实施变电站高压设备在线监测系统的建设,实现了对变电站高压设备关键状态参数的实时监测。1存在的问题目前变电站高压设备预防性试验主要存在以下问题:(1)试验的等效性较差,检出缺陷的灵敏度低。高压设备的运行电压远高于试验电压,使某些设备的局部绝缘缺陷在试验电压下难以被测出;(2)试验需要停电后才能进行,对于很多超高压枢纽变电站,由于电力需求紧张,停电非常困难;(3)两次试验周期之间出现的故障不易发现。绝大多数高压设备故障是在历年的预防性试验数据都合格的情况下发生的;(4)试验工作量大,消耗人力、物力多;(5)试验结果易受人为因素和环境因素的影响;(6)停电后试验无法检测出潜伏性缺陷的发展情况。(7)现有的定期停电预防性试验未考虑设备本身特点,针对性差。2在线监测系统设计原则及技术特点2.1设计原则(1)先进性原则:基于目前先进的监测技术、信息技术、网络技术、诊断技术,开展系统架构和功能的设计,确保系统建成后在长时间内不被淘汰。实现投资效益最大化。(2)集中化原则:针对目前在线监测系统应用中存在的信息共享难、维护工作量大等问题,构建统一的数据信息平台。系统内部实现数据统一、集中管理,与其它系统可实现数据共享、信息互访。(3)实用性原则:系统功能必须满足生产实际需要,分析诊断结果具有可参考性,能有效指导运行维护工作。(4)可扩展性原则:充分考虑目前市场上在线检测装置的多样性,系统应满足不同装置的接入要求。2.2系统结构黄河变电站高压设备在线监测系统结构示意图如图1所示,分为以下2个功能层:(1)就地监测层;通过安装于变电站现场的各种状态监测终端,在线完成电力设备状态的数据采集。变压器/开关/容性设备FMUFMU…FMU变压器/开关/容性设备FMUFMU…FMUFMUFMU…FMU变压器/开关/容性设备高压电气设备现场总线就地测量智能设备站端控制层CMU……CMUCMU专用通道MODEM通信处理机A通信处理机B数据库服务器应用服务器工作站维护工作站Web服务器外系统接口SCADAf…MASInternetintranet图1黄河变电站安全监测系统结构FMU-P/T超高频变压器局部放电监测主系统IEC61850站控层网络UCU超高频局放控制单元就地智能汇控柜高频双屏蔽50同轴电缆超高频局放传感器超高频局放传感器……高频双屏蔽50同轴电缆图2变压器局部放电超高频在线监测系统示意图(2)站内数据平台;通过部署于变电站内的服务器、嵌入式操作系统及应用软件,实现监测设备数据采集,站内数据暂存和分析、站内通信协议统一、信息交换和挖掘[3]。2.3技术特点(1)采用一体化微处理技术的就地智能监测单元(FMU),实现强电磁干扰下微小信号的运算处理,实现了对变电站现场数百微安培至数十毫安培信号源的稳定采集[5];(

参考文献

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