智能变电站在线监测技术研究-北极星环境监测网

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摘要:电网运行的稳定性可以通过设备的在线监测技术得到保障，文章总结了我国关于智能变电站所采用的在线监测技术，其中包括传感、信息处理、数据传输等智能技术的原理其优势，分析了我国目前在线监测发展情况，其中对于存在的问题进行研究，借此希望可以对电网自愈系统提供可靠的依据。

关键词：智能变电站；在线监测；技术

1 智能变电站在线监测技术存在的问题

1.1 在线监测技术共享功能需要进一步完善

要想实现智能变电站与供电系统中各个组成部分的信息数据共享功能，就必须要保证各个系统的数据收集速率保持在一个相同的水平。这样一来，就需要另外建立一个数据信息收集系统，将供电系统中各组成部分采集到的数据收集起来，然后再对数据传输速率进行统一处理。这种方式的应用，不仅会降低智能变电站的工作效率，而且也会在一定程度上加大成本投入。

1.2 在线监测技术的网络选择有待提高

网络连接方式以及数据传输速率，是影响在线监测技术在智能变电站中应用有效性的关键因素。所以，在选择在线监测技术所使用的网络平台时，必须要根据实际需要，选择更加经济、高效的供电网络系统。就当前供电系统中的网络选择方式来看，以太网的选择是比较普遍的。在应用以太网来搭建供电系统的网络系统时，首先，要注意的就是网络系统与变电站的兼容性，以确保智能变电站的稳定运行;其次，在建立网络系统时，必须要根据时代发展需要，设计具有双向通信功能的网络通道，以保证变电站工作的高效性;最后，就是网络选择的经济适用性，在保证供电质量的基础上，适当的控制成本投入。

1.3 在线监测技术的稳定性较低

变电站主要是用来改变电压的，其工作的稳定性将直接影响到用户的用电质量。因此，提高在线监测技术在智能变电站中应用时的稳定性是十分必要的。在线监测技术主要是采用数字信号的模式来传递信息的，在运行过程中极易受到天气状况、气温高低等外界因素的影响，从而使得在信息传输过程中出现数据缺失、延时传送等问题，对供电安全造成威胁，降低用户的用电质量，为人们的生活带来不便。

2 在线监测技术

2.1 智能传感器技术

美国宇航局最先提出智能传感器技术，主要应用于宇宙飞船测量的空间参数。如今的传感器技术早以脱离最初的技能，走出单一化集成走向了微型、网络化发展。

智能传感器高于传统传感器，并多出了网络及多项传感技术，综合性质强，对于智能一次设备状态信息采集而言，占据十分有利的优势，同时可以完成传输、存储、分析、故障判定、处理依据等等性能。

传统传感器本身以机电化为准，机电测量本身容易受外界干扰，为此，所得出来的参数存在误差，灵活性低下，绝缘性不强，稳定性差等，众多的不足，让传统的传感器根本无法适应于现代电网的需求。而智能传感器却恰恰相反，精准度更强，稳定性更好。

智能传感器同时还可以自动编程，对于数据不稳定，信息采集的可靠性，带来一定的稳定基础，同时智能传感器本身的性价比要高，维修方便，安装更为简单，所占面积小，重量轻的伏兵，本身的电磁兼容性极佳，对于出现的故障更容易做出正确的判断。智能传感器本身还拥有远程控制能力，及智能数据交换能力，这两在技术是智能一次设备在线监测的重要技术。

目前，智能传感器技术不仅普遍应用于在线监测技术，同时在汽车、航空等领域也被广泛应用，未来发展可见十分具有优势。

2.2 智能信息处理技术

智能信息处理技术其实就是一个综合及完善的过程，把所得到的全部信息进行整理，然后通过信息得到相关的数据，智能信息处理技术就是一个综合及获取的过程。随着我国电力系统的快速发展，日益增加的需求量，从而导致了信息获取量增大，信息量增加，这样会对于在线监测及诊断带来更多的压力。

医用CT机通过智能信息处理技术进行图像处理，这是智能信息处理技术的最早应用，一般都是应用于高精密设备之中。多年来，随着计算机技术的广泛应用以及快速发展，计算机技术及信号处理技术成为了常用于技术之一。而智能信息处理技术也被广泛应用于各行各业之中，例如交通、网络、电力系统、等等都借助智能信息处理技术进行监测及故障维护等2.3 数据传输技术

在线监测技术需要信息安全稳定可靠性来实现。WAMS的普遍使用，为在线监测系统提供了有力的信息源，WAMS的使用需要通信系统强大的稳定性，极少的误差性，鲁棒性、冗余性才能很好的使用。而这样的技术不仅需要保护及控制都相对稳定，同时宽带网也需要稳定性，并且可以一次设备或者网络出现故障的时候都可以保持继续运作的作用。

一般情况下，有三种传输方式，光纤、无线、两者综合的通信方法，就可以进行在线监测与设备间的信息传输，光纤一般采用以太网无源组网，可以进行传输信息的功能。无线则是通过光网络单元Optical Network Unit，ONU）接入点入手进行通信。

3 智能变电站在线监测的应用分析

3.1 变压器的在线监测

变压器在线监测系统包括两大部分，分别为本体监测子系统和辅助设备监测子系统。两个子系统各有监测的重点，本体监测子系统可以监测变压器温度、铁芯接地电流、负荷、局部放电、微水、油中溶解气和套管绝缘等信息；辅助设备监测子系统可监测冷却系统、有载分接开关和气体继电器的状态。

在线监测系统通过加装传感器，采用微电子、故障诊断及计算机技术等多种先进技术，实现了对电力变压器负荷、油中溶解气体、温度、局部放电、铁芯接地电流、套管绝缘、微水、冷却系统和有载开关等多种信息全方位的采集，并将采集来的信息，接入到的故障诊断模型中，结合变压器的状态参数、型号、使用年限、外力影响等，对变压器的运行状况作出准确评价；预测变压器可能出现的问题、程度、类型、故障发展的趋势以及可能产生的严重后果，可以采取的积极有效的措施等等，达到保证设备安全、稳定、可靠运行的目的。

3.2变压器在线监测智能控制柜

变压器智能在线监测系统智能柜一般包括以下单元：温度及负荷监测单元、局部放电监测单元、铁芯接地电流监测单元、油中微水监测单元、油中溶解气体监测单元、套管绝缘监测单元和辅助设备监测单元。智能柜就安装在封开变电站的主变间隔内，通过高速网络网接口与监测中心的服务器实时时刻保持通信，将变压器的所有状态信息传到服务器中。智能变压器在线监测系统传感器包括温湿度传感器、油温传感器、电流传感器、以及高频传感器等，监测装置或监测功能组按照变压器配置，安装于主变压器在线监测就地控制柜中。

3.3 监测中心服务器

监测系统服务器主要完成各功能单元的数据采集存储，故障诊断、分类报警，各种数据分析，主要参数配置及网络服务器等功能。支持 IEC61850 规约，接入变电站综自系统。故障诊断专家系统将相关各类数据进行融合，通过对变压器的运行状况进行综合分析、评价，建立变压器运行管理标准库。

3.4变压器铁芯接地在线监测系统

铁心接地电流的监测选用的是复合电流互感器，采用穿心式结构，集中监测局放和铁心接地信号，采集的信号直接存入 IED，去掉杂乱信号信号，得到实际接地泄漏电流信息；然后利用后台对铁心真正的运行情况进行分析、判断、预测，及早发现问题并处理。

3.5 变压器油色谱在线监测

变压器油色谱在线监测装置按预设的周期连续在线监测处变压器油中溶解的 H2、C0、CO2、CH4、C2H2、C2H4、C2H6 等特征气体的含量。所取油样数入油气分离装置进行脱气，采用真空油气分离的方式，将分离的气体接入检测系统，通过传感器，色谱柱，将气体含量转换为便于检测的电压信号。

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