特高压变电站智能化在线监测系统研究

特高压变电站智能化在线监测系统研究

董晶吴桐夏石伟

(1.国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司，内蒙古通辽028000）

（2.国网浙江省电力公司检修分公司，浙江杭州310000）

摘要：结合其它特高压变电站在线监测系统的实际应用情况，本文提出了1000kV特高压锡盟站在线监测系统的功能改进方案，并在设备施工安装阶段进行相应改造升级，大大增加系统智能化程度和可靠性。试验结果和设备实际运行表明，改进后的系统能很好满足现场实际需求，减少人员工作量，促进特高压变电站智能化进程。

关键词：特高压变电站；在线监测系统；智能化改造；

ResearchoftheSmartOnlineMonitoringSystemforUHVACSubstation

DongJing1WuTong1XiaShi-wei2

(1.StateGridEastInnerMongoliaElectricPowerMaintenanceCompany,Tongliao028000,China)

(2.StateGridZhejiangprovinceelectricpowermaintenancecompany,Hangzhou310000)

Abstract:BasedontheapplicationexperienceoftheonlinemonitoringsysteminsomeotherUHVsubstations,thefunctionimprovementschemefortheonlinemonitoringsystemofUHVXimengsubstationisproposedinthispaper,andthecorrespondingtransformationandupgradearecarriedoutintheequipmentconstructionandinstallationstage,thusimprovestheintelligentdegreeandreliabilityofthesystemgreatly.Testresultsandequipmentoperationsbothverifythatthesystemafterupgradecanadequatelysatisfytheactualrequirements,reducethepersonalworkloadandpromotetheintelligentdevelopmentofUHVsubstations.

Keywords:UHVsubstations;Onlinemonitoringsystem;

1概述

特高压输电具备超远距离、超大容量、低损耗送电的特点。建设特高压电网，促进大煤电、大水电、大核电、大规模可再生能源建设，能够推进资源的集约开发和高效利用，缓解环境压力，节约土地资源，实现能源资源在全国乃至更大范围的优化配置，具有显著的经济效益和社会效益[1-3]。

1000千伏特高压锡盟站坐落于内蒙古自治区锡林郭勒盟多伦县大河口乡，是内蒙古首座1000kV特高压变电站，是锡盟～山东1000kV特高压交流输变电工程本工程的起点站，是特高压骨干网架的重要组成部分。对提高内蒙古煤电和风电基地外送能力，满足京津冀鲁地区用电负荷增长需要，改善生态环境质量具有十分重要的意义。

特高压主设备的在线监测系统是全面掌控设备运行工况、跟踪设备缺陷发展趋势、预防主设备故障的重要技术手段。本文从1000千伏特高压锡盟站在线监测系统结构原理出发，结合其它特高压变电站系统应用实际情况，提出了功能改进方案。在设备施工安装阶段进行改造升级，较好解决了既往问题，提高了设备智能化程度。试验结果和设备实际运行表明，改进后的系统能很好满足现场实际需求，减少人员工作量，促进特高压变电站智能化进程。

2锡盟站在线监测系统概况

特高压锡盟站在线监测系统由主变、高抗油色谱及铁芯在线监测，1000kVGIS局放在线监测，1000kVGISSF6密度在线监测和500kVGISSF6密度在线监测构成，系统结构如图1所示。

作为承上启下的测控装置，其在通信和控制网络中发挥着举足轻重的作用，但若其功能不完善将导致异常现象，造成上下脱节，严重影响电网的安全稳定，特别是作为电网枢纽的特高压变电站，其测控装置需满足更高的要求。

2在线监测系统存在问题

2.1系统稳定性不足

监测系统频繁发生通讯中断，无法调阅数据。主变和高抗在线监测系统采用双交流切换供电模式，在站用电倒换过程中造成短时失电，导致现场IED与后台通讯中断。局放在线监测系统现场布置有就地柜、OCU柜，由于板卡故障、交换机过热等问题，经常造成OCU与后台通讯中断。

图1锡盟站在线监测系统结构图

2.2告警信号缺乏规范性

在线监测系统上送数据、告警信号缺乏规范性，导致重要信号缺失。在线监测系统通过61850规约直接将数据结果和信号上送至综合服务器，数据量和告警都没有相应规范，如在线监测系统死机、通讯中断时，综合应用服务器无相应告警信号发出。

2.3数据处理能力不足

数据处理能力有限，仅为数据的简单展示，数据展示和推理计算等高级功能有待提升。在线监测系统通过61850规约直接将数据结果和信号上送综合服务器，数据处理和展示功能由综合服务器承担，而综合服务器厂家（监控系统制造厂商）缺乏在线监测系统的技术支持，无法多维度、多层次的展示数据，进行数据高级计算和推理。

2.4操作界面不友好

操作界面不灵活友好，数据导出操作繁琐。特高压变电站“日对比、周分析、月总结”的工作要求，每天需要抄录大量数据，而在线监测系统的综合服务器为unix操作系统，系统操作多采用键入操作命令实现，数据导出操作繁琐，运维人员难以掌握。

3改进方案

3.1采用软硬件结合的预处理措施，提高在线监测系统的可靠性。

主要措施包括：

对在线监测系统电源进行改造，增加逆变电源、蓄电池等，保证供电可靠性，事故或操作时不会造成断电。对在线监测系统网络进行升级，增加通道，提高冗余性。

对设备软件进行升级，设备状态自诊断，相关进程加入看门狗，在断电后能自启动，保证恢复送电后功能。

对温度要求高的现场设备，增加空调或水制冷系统，保证设备工作环境。采用屏蔽效果较好的铠装电缆，消除出线、套管、灯光干扰信号的影响。

3.2开发在线监测系统服务器软件，实现在线监测高级应用功能

(1)油色谱类（含铁芯电流）

图2为主变油色谱在线监测界面。

图2主变油色谱展示画面

其主要功能包括：

综合应用服务器根据现场主设备型号、样式绘制对应模型；

在模型图左右两侧设置各类在线监测数据，监测数据应合理布置，便于运行监视，各类数据实时刷新并能通过色别表明数据状态。

实现数据同比类比，数据差量分析报警，根据数据计算判断故障类型（三比值算法），历史数据查询，数据曲线图等功能，并可按需要生成分析报告。具备定时自动和手动启动数据对比分析功能，各种数据可保存为Excel图表并导出【4-5】。

当各类油色谱实时监测数据超出设定定值，触发点亮对应光子牌和报文。当各类油色谱历史监测数据偏差超出设定定值，触发点亮对应光子牌和报文,绘制出历史曲线。

在监控系统综合应用服务器中设置专用界面，可实现利用特高压站监控系统对在线监测后台进行实时操作，数据分析和比对。

(2)GISSF6在线监测

图3为GISSF6在线监测界面。

图3GISSF6展示画面

其主要功能包括：

监控系统中的界面设置与现场对应的GIS气室分布图，分段详尽绘制分图，列表说明本分段图中气室和电气设备，命名完整规范。

分段气室详图应分相设置，与现场一致。右侧设置对应的气室压力表，数字显示。气室压力分图设置光字及数据告警、右键功能、历史曲线查询，相邻气室压力对比告警。

气室压力数据形成自动和手动对比功能，对比结果可实现自动筛选并分级显示。各类数据可按定制需求保存为Excel图表并导出。远期实现与现场设备一致的3D气室图。

(3)GIS局放在线监测

图4为GIS局放在线监测界面。

图4GIS局放展示画面

其主要功能包括：

监控系统中的界面应设置与现场对应的局放探头分布图。

局放在线监测ICD文件模型及其点表应包含能充分体现局放在线监测重要信号和关键分析结论的点位。

在监控系统综合应用服务器中设置专用界面，可实现利用特高压站监控系统对DMS在线监测后台进行实时操作，查询调阅实时和历史图谱,实现对放电类型的及时分析。

4结论

坚强智能电网是未来电网的发展趋势，而特高压主设备的在线监测系统是全面掌控设备运行工况、跟踪设备缺陷发展趋势、预防主设备故障的重要技术手段。本文在变电站原有在线监测系统的基础上进行行改造升级，使设备智能化程度大大提高。试验和设备实际运行表明，改进后的系统能很好的满足现场实际需求，减少人员工作量，极大的促进特高压变电站智能化进程。

参考文献

[1]国家电网公司.统一坚强智能电网综合研究报告[R].2009.

[2]国家电网公司.Q/GDW383-2009智能变电站技术导则[S].2009.

[3]国家电网公司.Q/GDW679-2011智能变电站一体化监控系统建设技术规范[S].2011.

[4]国家能源局.DL/T722-2000变压器油中溶解气体分析和判断导则[S].北京:中国电力出版社,2000.

[5]国家电网公司.Q/GDW536-2010变压器油中溶解气体在线监测装置技术规范[S].2010.

作者简介：

董晶(1991-),女,主要从事特高压变电运行维护工作.

吴桐(1991-),男,主要从事特高压变电运行维护工作.

夏石伟(1983-),男,通信作者,硕士,工程师,主要从事特高压变电运行维护工作.