电力设备运行状态在线监测系统设计实现

摘要：随着电力需求的不断增长，对电网安全的稳定性提出了更高要求。高压电力设备承担着国家战略发展重要任务，其稳定性和可靠性具有重要意义。研究电力设备运行状态在线监测系统的设计方案，为提升电网运行安全性提供参考。

关键词：电力设备；运行状态；监测系统；设计

引言

随着我国经济社会大发展，对电力需求越来越大，加上我国信息化技术、自动化技术的应用，电力设备运行状态在安全和稳定范围内运行，大大提升了电网稳定性和可靠性。电力设备运行在线监测系统具有高度灵敏性，灵敏的传感器监测和采集电力设备异常信息，利用计算机信息技术识别和处理故障信息，在线量化故障信息，引入新的设备特征量，对电力设备运行状态在线故障监测和诊断，让电力设备向着更加安全稳定的方向发展。

1在线监测系统设计思路

1.1在线监测系统的总体规划

电力设备在线监测系统，首先要建立监测基站，选择发电站和发电厂配置相应监测子站。在监测子站中，要采集每一个通过数据采集器收集到的数据，通过数据模块将数据进行转化处理，定时发送到监测子站，存入统一数据库。再由监测子站将数据统一传输到中心站上，并入数据库中进行存储。

1.2在线监测系统的结构目前，电力设备在线监测系统是由监测中心站、变电站子站、水电厂子站等构成，整个监测系统采用光纤通信进行数据传输，子站之间采用监测专线。其监测过程是通过各个子站运行状态下的工作信号，经过通信光缆传输到数据处理器，然后由计算机软件模块进行处理，再通过通信线路传输到监测中心站，实现在线远程监控，调度中心站可以调用任何子站的边缘数据，实现中心站对子站的在线监测。

2电力设备在线监测系统的系统架构

2.1过程层设备监测

过程层设备监测包括变压器、电容器、避雷器、气体绝缘组合电器以及断路器等。目前，我国对电力设备进行了大范围的研究，监测能力和范围不断提升，智能型开关作为过程层设备监测的重要组成部分，一般配置电子设备、数字型通信接口、传感器和执行器，具备在线监测和诊断功能。采用的SF6电气设备绝缘性能是确保安全运行的条件，电气设备运行中会产生放电情况，局部放电是设备状态监测的对象之一。变电站在线监测系统包括智能监测平台、容性设备、断路器等在线监测系统，实时对变电站进行在线运行状态监测，对异常信号及时报警处理。

2.2变电站运行环境监测

运行环境监测一般采用无人值班监测系统，主要包括安全和视频防护监测，运行状态下的实时监测、防盗报警、出入口监测和火灾预警等，实现变电站内部环境湿度温度监测，室外环境温湿度、风速雨量实时观测等，利用红外线、紫外线及电子感烟技术，实现变电站烟雾、明火、漏电情况及进排水实时监测和记录，经过通信网络传输到子站系统，再将视频和安防信号传输到集控中心，密集性排查变电站运行情况。变电站运行环境监测是输电网环境监测信息上传的重要组成部分，一旦出现危机情况，远程视频监控终端自动切换窗口，传输报警信号和图像，自动定位地图报警位置和类型，联动照明、警笛等设备，支持多联动报警机制，视频单元系统将实现险情监控及自我检查，实现全方位智能化联动和跟踪定位事故地点，传输到集控中心，实现及时掌控。

2.3电缆、开关柜测温

电网运行过程中设计电气设备较多，如断路器、变压器、母线、电缆以及开关柜等，设备之间通过引线、电缆连接，如果线路之间传输能力过大，会导致线路热量过高，造成电力设备故障，比如开关柜接触不良、插接偏心不正，则会导致过热现象。高压电缆接头、导体之间接触不良，会加速绝缘线老化情况发生，所以，避免连接处、高压开关柜等电力设备接口过热是规避问题的关键。因此，在线实时监测温控十分必要，它是保证电缆及开关柜安全的保证。在线监测系统中采用光纤布拉格原理分布式光纤测温，利用良好的绝缘和稳定性效果，采用星型拓普布控温度，对开关柜、电缆实时有效监控，如图1所示。光纤开关柜采用迂回布线，解决短路故障。

3对电气设备运行状态在线监测系统实现的建议

3.1强化在线监测管理工作

只有不断强化在线监测工作的管理协调，才能使监测系统设计和应用得到最大限度的发展。近年来，我国电力设备运行状态在线监测发展很快，如何有效实施电力设备在线监测，提升产品功能和稳定性，实现现场安装、设计规范化，电力设备安全、运行稳定成为重点解决的问题。这就需要我国电力部门要建立一套完整的综合性评估监测机制，对电力设备中的技术性能、先进性、可靠性和电力设备生产单位进行综合评价。

3.2完善监控装置的性能

电力设备在线监测系统主要有测量结构不稳定、系统抗干扰能力弱等技术难点，经过我国科学技术的发展，介损测量和阻性电流测量技术已经有很大提升。当前任务难点是解决传感元件自身性能，如何提升线性度问题和提高故障采集及信息传递抗干扰能力，提升信息传递的可靠性和稳定性。另外，要提升电气设备组件的工艺水平和质量，避免误差太大影响监测结果。

3.3提升科研基础能力

电力设备在线监测系统的设计和实现，离不开科研单位、高校的技术支持，利用科学技术实现在线装置的开发，拓宽监控系统功能。还需要大力支持科技创新能力，加大技术研发和研究，尤其是对电气设备元器件、变压设备和气体绝缘设备进行技术攻关。如电力变压器综合性监控设备，能反映故障性质的特征参数，提升综合诊断能力。重点发展局部放电监测系统抗干扰能力研究，引进国外先进技术，结合我国电力设备实际情况，探究出具有我国自主创新能力的在线监测系统，将在线监测技术应用到电力行业中。同时，加大对气体绝缘组合电器在线监测技术的开发，监测故障性放电因子，加大技术攻关，尽早实现监测技术的应用化。

4总结

在线监测系统是将电器设备运行状态进行分析和交流，通过对其的数据采集，将信息传输到处理器中，应用计算机技术处理后，通过光纤通信传输到监测中心站的系统，通过该系统的应用，实现了电力设备的远程控制和操作，为中心基站和工作人员提供了可靠的监测数据，及时排除电力设备故障，提高了电力设备运行的可靠性和稳定性。

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作者：吕丽鸥 单位：山东省冶金设计院股份有限公司