智能电网输变电设备综合状态监测系统的设计与实现

2013-11-27 15:03:03 电力科学研究院  点击量: 评论 (0)
摘 要: 状态监测是运用先进的技术手段对输变电设备进行自动化监测和科学管理的总称,是实现智能电网的重要基础之一。本文设计并实现了符合智能电网需求的设备综合状态监测系统,通过在智能变电站内安装基于先进
织为规范系统集成各个厂家实现标准化接口提出的,该结构将CBM系统分成具有不同功能的七个层次,包含了建立一个CBM系统所需的各个功能模块,分别为:数据获取模块、数据处理模块、状态监视模块、健康评价模块、预测模块、决策支持模块、数据展示模块。它从状态监测的硬件要求到设备故障的诊断、预测及维修决策方案的人机交互界面都提供了一个规范。

3 综合状态监测系统功能
系统的主要功能可实现对电力设备状态的连续监测、传输、处理分析,实时反映设备的健康状况,及时发现设备运行中的异常征兆,发出越限报警,提示设备可能有的潜在缺陷,并根据监测数据诊断分析设备可能存在的故障。
 
1) 通讯控制功能
 
a) 在线监测装置参数配置。包括采样周期、所监测设备的标识、相关通信参数等。
 
b) 在线监测装置的激活与关闭。只有激活的监测装置才能采集其监测数据。
 
c) 在线监测装置的手工测试。现场的在线监测装置立即启动一次采集并将数据传送给主站。
 
d) 校时。向在线监测装置发出对时命令,保证在线监测装置的时间与主站服务器时间同步。
 
2) 基本信息管理模块
 
包括智能变电站基本信息、设备基本信息、监测装置基本信息、算法管理、监测类型代码管理、监测装置报警管理。
 
3) 系统管理模块
 
包括对用户、权限、系统日志的管理功能。
 
4) 在线监测数据采集和处理
 
采用图表方式直观展示,并将不同监测量区分多图显示,根据不同监测参量设置对应的的数据采集周期。
 
在线监测过程中,由于突发设备启动、线路抖动和雷电冲击等偶然影响,将会产生偶发的异常监测点。这些异常值的存在将歪曲分析结果。可通过目视检查或将大于3s的数据剔除,或利用53H算法进行平滑估计降低异常数据的影响。通常对于运行中的同类型设备,由于受到外部因素的影响也基本相同,因此当在线监测时,也可测取同一参数的相对比较值及其随时间的变化趋势,这往往有利于排除干扰而及时发现缺陷,可采用相间差值法消除电网异常工况或共性干扰的影响。
 
 
图 实时数据显示
 
5) 历史数据分析
 
历史数据查询、最大值、最小值、平均值计算,历史趋势图绘制。
 
 
图 历史趋势图
 
6) 状态可视化
 
a) 智能变电站一次主接线图方式。
 
b) 智能变电站三维总览。
 
c) 设备状态可视化,包括变压器、GIS、避雷器的三维可视化、电力电缆实际路径图及区段温度分布图。
 
 
图 GIS设备三维示意图
 
7) 报警功能
 
a) 系统报警功能包括:特征参数越限告警、重要状态升级变位告警、根据变化速率报警的功能。
 
b) 系统采用主动报警方式:界面弹窗报警、短信报警、声音报警。
 
8) 综合诊断算法
 
a) 变压器油色谱诊断分析方法有:越限值、趋势预测、三比值法、大卫三角形法、TD图法、特征气体法、伴生增长、油中溶解气体增长率注意值、对一氧化碳和二氧化碳的判断(固体绝缘判断)。
 
 
图 TD图法直角坐标系
 
b) GIS局放诊断分析算法有:越限值、趋势预测、Φ-q-n图、放电类型模式识别法。
 
c) GIS设备SF6密度微水诊断分析算法有:越限值、趋势预测。
 
d) 避雷器泄漏电流诊断分析算法有:越限值、趋势预测、模糊判断、相间关联分析、参数关联比较。
 
e) 电缆光纤测温诊断分析算法有:越限
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责任编辑:和硕涵

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