220kV智能變電站方案

1、220kV智能變電站過程層解決方案西電南自智能電力設(shè)備目 錄一. 智能一次設(shè)備說明.31. 1 智能一次設(shè)備的概念.31 2 設(shè)備智能化演變.3L3 智能一次設(shè)備在智能電網(wǎng)中的作用.31 4 智能一次設(shè)備現(xiàn)況. 41.5 變壓器智能化.41.6 斷路器智能化.5二. 智能一次設(shè)備解決方案及建議.82. 1 PSSC600 系列智能組件簡介.82.2 互感器及智能組件技術(shù)方案.132.2. 1 220kV 及 llOkV 線路、母聯(lián)電子式互感器技術(shù)方窠.132. 2. 2 孌壓黑 220kV 僻電子式器技術(shù)方案.152.2.3 變壓器 110k例電子式互感器技術(shù)方矣.16(1)廠亦壓器 35U伺

2、電子式互感器技術(shù)方裳.172. 2. 5 35kV 出線電子式互感器技術(shù)方案.1822.6 35kV 母線電壓技術(shù)方案.182.3 TDC05 戶外柜.192.3.1 戶外柜的技術(shù)轉(zhuǎn)點(diǎn).192.3 2 戶外柜的專利.20三. 組屏方案及即插即用方案.21四過程層設(shè)備配置一覽表.23智能一次設(shè)備說明1.1智能一次設(shè)備的概念智能一次設(shè)備：指變電站高壓設(shè)備本體（主要包括斷路器、隔離開關(guān)、變壓器）和智 能組件組成，具有自動(dòng)測量、自動(dòng)控制、自動(dòng)調(diào)節(jié)、自身狀態(tài)監(jiān)測及預(yù)警、通信功能。（1）結(jié)構(gòu)方面：一次設(shè)備+智能組件的靈活方案；（2）功能方面：監(jiān)視、控制和管理設(shè)備的狀態(tài)；（3）智能方面：使電網(wǎng)元件可觀測、可

3、控制。1.2設(shè)備智能化演變過渡損式|戶外跖圖1.1設(shè)備智能化演變圖2.1顯示了設(shè)備智能化演變趨勢。 設(shè)備層的智能綜合組件是一個(gè)包含各種裝置的統(tǒng) 一名稱，即過程層設(shè)備和間隔層設(shè)備即可以組合、融合在一起的，也可以是外置安裝?？紤] 到現(xiàn)有的一次設(shè)備狀況，設(shè)備層設(shè)備采用傳統(tǒng)一次設(shè)備本身+智能綜合組件”的模式，智 能綜合組件可以集成，可以分散，可以嵌，可以外掛等任意組合靈活架構(gòu)。智能綜合組件構(gòu) 成，包含了傳統(tǒng)間隔層的設(shè)備，符合現(xiàn)狀與未來的發(fā)展。1.3智能一次設(shè)備在智能電網(wǎng)中的作用（1）與設(shè)備管理互動(dòng)：全面清晰地把握設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)設(shè)備潛伏故障，優(yōu)化 電網(wǎng)運(yùn)行及設(shè)備檢修決策、提高設(shè)備可用率、降低運(yùn)行管理

4、成本；（2）與調(diào)度系統(tǒng)互動(dòng)：提供設(shè)備故障模式及發(fā)生幾率預(yù)報(bào)，使設(shè)備狀態(tài)對調(diào)度系統(tǒng) 是可觀測的，使電網(wǎng)調(diào)度增加新的決策維度；（3）智能高級應(yīng)用： 從傳統(tǒng)關(guān)注設(shè)備可靠性轉(zhuǎn)變?yōu)殛P(guān)注電網(wǎng)的可靠性， 提高電網(wǎng)運(yùn) 行的智能化水平。預(yù)期設(shè)備壽命，從電網(wǎng)的大視角實(shí)現(xiàn)壽命周期成本管理。1.4智能一次設(shè)備現(xiàn)況為適應(yīng)智能變電站及智能電網(wǎng)發(fā)展的需要，必須將一次設(shè)備監(jiān)測的相關(guān)數(shù)據(jù)信息整合 到以IEC61850通訊為基礎(chǔ)的智能化變電站體系中來，完善一次設(shè)備的通信、測量、控制、 保護(hù)、計(jì)量和監(jiān)測等多個(gè)單元組成的智能綜合組件。目前采用全新原理的電子式互感器技術(shù) 上已經(jīng)日趨成熟，但開關(guān)設(shè)備和變壓器、電抗器的智能化還處于初級階段

5、，智能化變電站中 只是通過智能終端和GOOSE網(wǎng)的構(gòu)建實(shí)現(xiàn)了開關(guān)和間隔層設(shè)備之間的數(shù)字化傳輸，而對包括 開關(guān)設(shè)備在的一次設(shè)備本身沒有做太多數(shù)字化和智能化的改造，遠(yuǎn)未達(dá)到一次設(shè)備智能化的 目標(biāo)。同時(shí)目前針對斷路器、變壓器等一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測信息的應(yīng)用尚不是很理想，也抑 制了一次設(shè)備制造商在智能化技術(shù)方面的技術(shù)進(jìn)步。因此，應(yīng)推進(jìn)這方面工作的進(jìn)展，實(shí)現(xiàn) 智能變電站相關(guān)技術(shù)的協(xié)調(diào)發(fā)展。開關(guān)和變壓器是數(shù)量最多、應(yīng)用面最廣的重要電力設(shè)備，如果能夠靈活可控，會(huì)給電 網(wǎng)帶來重大效益。例如，開關(guān)如能在指定的相位開斷，就可以基本上消除電力系統(tǒng)操作過電 壓，大幅度降低設(shè)備的絕緣水平，帶來重大效益；電力變壓器如果能夠

6、實(shí)現(xiàn)智能化，無疑會(huì) 使電網(wǎng)發(fā)生重大變化。但是，傳統(tǒng)的一次電氣設(shè)備要實(shí)現(xiàn)“智能化”仍有許多技術(shù)問題亟待解決。變壓器由 鐵芯和初/次級繞組構(gòu)成，變比固定，無法靈活控制；斷路器的操作機(jī)構(gòu)至今仍是機(jī)核式的, 動(dòng)作速度與電子開關(guān)相差2-3個(gè)數(shù)量級，不具備靈活控制的條件。變壓器和斷路黠這種重要 設(shè)備如果不能靈活控制，智能電網(wǎng)”的功能就要大打折扣。所以，智能斷路器”和智能 變壓器”將成為研究重點(diǎn)。1.5變壓器智能化ffttafrgffttafrg耳不、 平臺(tái)紘III單元的實(shí)曳白幼的詢乍、B B H H $ $3 3全的欣杏.實(shí)PEOJSPEOJS的智施化.圖1.2智能變壓器智能變壓器由變壓本體和智能組件柜組

7、成，變壓器本體植入各種需要的傳感器，同變 壓器本體一次性安裝完成。在線監(jiān)測部分包括：變壓器局放在線監(jiān)測、變壓器油色譜在線監(jiān)測、變壓器鐵芯電流 在線監(jiān)測、變壓器套管在線監(jiān)測、變壓器溫度在線監(jiān)測，各模塊相互獨(dú)立，可以根據(jù)需要進(jìn) 行選配，除油色譜設(shè)置單獨(dú)的分析柜外，其余在線監(jiān)測子IED全部集成安裝在智能組件柜中。智能組件部分：1）在線監(jiān)測的主IED完成主變在線監(jiān)測的信息的計(jì)算、分析和匯總，并通過標(biāo)準(zhǔn)的IEC61850網(wǎng)絡(luò)上送到專家分析系統(tǒng)。2）主變智能組件包含合并單元功能、智能終端功能和主變本體測控功能。1.6斷路器智能化圖2.3智能斷路器智能組件集成合并單元和智能終端的功能：1）合并單元接收互感器

8、的電流量，將處理完的電流量送給本間隔的保護(hù)測控裝置，同時(shí)預(yù)留數(shù)據(jù)輸出接口供跨間隔的保護(hù)、自動(dòng)化設(shè)備及計(jì)量裝置使用；2）智能終端：a）能接收斷路器、隔離開關(guān)等機(jī)構(gòu)發(fā)出的斷路器位置信號、設(shè)備狀態(tài)信號；b）能發(fā)出匙合閘指令，支持聯(lián)鎖功能等；c）支持保護(hù)的分相紀(jì)閘、三相跳閘、重合閘等GOOSE命令；安裝方stiftlflistiftlfli傳翻全部內(nèi)農(nóng)在商壓斯路堵中、一體化安菽;檸制箱和剖能組忤ZHJZHJ進(jìn)tjtj少業(yè)的電OSOS；PS甸0X儂化匕能系址智琵斷路器項(xiàng)HH1眇藝本體 控制電在云百I IP P與捋I I崔云百I I|強(qiáng)I IA職捋I IIB5 存d）支持測控的遙控分、合等GOOSE命令。

9、e）斷路器控制回路一體化設(shè)計(jì)，簡化回路實(shí)現(xiàn)集約化，并提高設(shè)備的穩(wěn)定性；3）智能終端回路的簡化思路a）高壓組合電器：可利用智能終端與過程層網(wǎng)絡(luò)的GOOSE信息的多播與共享機(jī)制 減少斷路器、刀閘輔助接點(diǎn)、輔助繼電器、本體端子排數(shù)量，利用智能終端裝 置面板狀態(tài)指示燈取消本體狀態(tài)顯示光子牌，利用站控層GOOSE橫向聯(lián)閉鎖功 能取消就地橫向電氣聯(lián)閉鎖接線。b）高壓斷路器：可利用智能終端與過程層網(wǎng)絡(luò)的GOOSE信息的多播與共享機(jī)制減 少斷路器、刀閘輔助接點(diǎn)、輔助繼電器、本體端子排數(shù)量。c）一次設(shè)備斷路器控制二次回路與斷路器操作箱可采用一體化設(shè)備，取消防跳、 三相不一致、壓力低閉鎖等冗余二次接線，簡化斷路器

10、控制回路。d）主變壓器：主變冷卻器、有載分接開關(guān)的控制可利用本體智能組件實(shí)現(xiàn)，可簡 化或取消冷卻器、有載分接開關(guān)的獨(dú)立控制回路。在線檢測置或外置于開關(guān)本體的狀態(tài)監(jiān)測用傳感器均由一次設(shè)備廠家按設(shè)計(jì)單位提出的要求，在 一次設(shè)備設(shè)計(jì)制造時(shí)統(tǒng)一考慮在線監(jiān)測傳感器的安裝及選型，使其壽命匹配，布線合理，與 高壓設(shè)備部絕緣介質(zhì)相通的外置傳感器，其密封性能、機(jī)械性能、雜質(zhì)含量等應(yīng)符合或高于 一次設(shè)備的相應(yīng)要求。各種傳感器均在廠家安裝完成，并隨一次設(shè)備一體到貨。1）機(jī)械特性在線監(jiān)測分、合閘時(shí)間及同期性是SF6斷路器機(jī)核特性的重要參數(shù)。分、合閘時(shí)間直接彫響到斷 路器的關(guān)合和開斷性能。斷路器只有在保證適當(dāng)?shù)姆?、合閘

11、時(shí)間，才能充分發(fā)揮其開斷電流 的能力。如果分閘時(shí)間過長，則會(huì)使燃弧時(shí)間增加，特別是在切除短路故障時(shí)，燃孤時(shí)間長 可能會(huì)使觸頭燒損，甚至發(fā)生爆炸。分、合閘時(shí)間嚴(yán)重不同期，將造成線路或變壓器非全相 接入或切斷，出現(xiàn)危害絕緣的過電壓?？梢姡?、合閘時(shí)間及同期性是斷路器性能的重要保 證。為監(jiān)測斷路器分合閘速度及同期性，部分智能一次設(shè)備廠家研制了相應(yīng)的監(jiān)測裝置，實(shí) 現(xiàn)了斷路器該功能的智能化。該裝置通過置分、合閘電流互感器來監(jiān)測分合閘的起始時(shí)間， 通過斷路器輔助開關(guān)接點(diǎn)確定分合閘終止時(shí)間來確定分合閘時(shí)間和分合閘狀態(tài)，采用位移變 送器確定斷路器的行程，以監(jiān)測速度、行程、超程來反映同期性問題。綜上所述，斷路器

12、分、合閘時(shí)間及同期性是斷路器性能的重要保證，而實(shí)現(xiàn)斷路器分、 合閘時(shí)間及同期性監(jiān)測實(shí)現(xiàn)方式較為簡單、可行，推薦本工程開關(guān)配置斷路器分、合閘速度 及同期性監(jiān)測。智能斷路器一體化設(shè)計(jì)思想如下:傳感器植入技術(shù)及一體化設(shè)計(jì)圖1.3一體化設(shè)計(jì)智能一次設(shè)備的結(jié)構(gòu)中：智能組件為外置（維護(hù)、升級、擴(kuò)展），傳感器可以置或外置，通過光纖與外系統(tǒng)相連，智能組件采集來自傳感器的信息，智能組件復(fù)制PMS的設(shè)備指紋信 息（生產(chǎn)管理系統(tǒng)（PHS）自動(dòng)復(fù)制主設(shè)備其它狀態(tài)信息的能力，包括指紋信息、家族缺陷信 息、現(xiàn)場試臉信息等）,由智能組件對設(shè)備狀態(tài)就地做出判斷，通過光纖使電網(wǎng)設(shè)備狀態(tài)可 視化。二、智能一次設(shè)備解決方案及建議智

13、能一次設(shè)備由一次設(shè)備本體和智能組件組成，具有測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可 視化、功能一體化和信息互動(dòng)化的特點(diǎn)。智能變電站工程實(shí)踐應(yīng)用的裝置如智能終端、合并 單元裝置、測控裝置、計(jì)量裝置等已經(jīng)使宿主設(shè)備具有測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，我 們理解的智能一次設(shè)備研制途徑是在已有的、經(jīng)過長期現(xiàn)場應(yīng)用的、功能相對比較單一的IED的基礎(chǔ)上進(jìn)行升級改造，主要體現(xiàn)在：功能組態(tài)化：對現(xiàn)有合并單元、智能終端、保 測裝置等進(jìn)行一體化整合組態(tài)，對外體現(xiàn)為功能高度集成的裝置，但功能可自由選配。Q設(shè) 計(jì)一體化：裝置和一次設(shè)備本體進(jìn)行聯(lián)合設(shè)計(jì)，在保證穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，適度的較少一次 輔助開關(guān)、繼電器數(shù)量，操控邏輯采用裝

14、置軟硬件資源實(shí)現(xiàn)，整體實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備和二次裝置 的回路精簡。利用技術(shù)上的深度配合，實(shí)現(xiàn)如同期合閘等高級功能，最大限度的避免系統(tǒng) 擾動(dòng)。2.1 PSSC600系列智能組件簡介Q/GDW 383-2009智能變電站技術(shù)導(dǎo)則和Q/GDW 410-2010高壓設(shè)備智能化技術(shù)導(dǎo) 則等國網(wǎng)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)提出了智能組件概念，提出應(yīng)用智能化高壓設(shè)備等從而實(shí)現(xiàn)智能變電站 的目標(biāo)，按照國網(wǎng)智能電網(wǎng)規(guī)劃，2011年一2015年是智能電網(wǎng)全面建設(shè)階段，在當(dāng)前形勢 下，作為高壓設(shè)備智能化的重要實(shí)現(xiàn)手段，也即智能組件的研制，是一項(xiàng)具有深遠(yuǎn)意義的科 研規(guī)劃。國電南自在已經(jīng)過長期工程適用的數(shù)字化電站系列產(chǎn)品儲(chǔ)備基礎(chǔ)上，已進(jìn)入智能組

15、件快速試制期，預(yù)計(jì)年底將推出基于以上標(biāo)準(zhǔn)要求的，適用于AIS、GIS、開關(guān)柜、大型主 變壓器等各種一次宿主設(shè)備的PSSC 600系列智能組件產(chǎn)品，其中PSSC 601適用于分相動(dòng) 作的GIS開關(guān)及敞開式開關(guān)等，PSSC 602適用于各電壓等級的主變壓器，PSSC 621適用于 三相動(dòng)作的GIS開關(guān)及敞開式開關(guān)等，PSSC 641適用于開關(guān)柜，組件僅包括一臺(tái)智能電子 裝置，集成開關(guān)控制器、合并器、在線監(jiān)測等各種功能。目前數(shù)字化變電站系統(tǒng)中應(yīng)用的電子式互感器合并單元、斷路器智能單元、變壓器智能 單元已經(jīng)可以看作是單一層面的智能組件。但由于設(shè)計(jì)階段過多關(guān)注應(yīng)用的背景，而不具備 國網(wǎng)公司對智能組件通用

16、性的要求。因此，我們要在以往數(shù)字化變電站研發(fā)的基礎(chǔ)上，綜合 保護(hù)測控技術(shù)、在線監(jiān)測技術(shù)、高壓電器技術(shù)，開發(fā)出全新的、滿足未來應(yīng)用需求的智能組 件，系列智能組件具有以下功能單元：1.測量單元實(shí)現(xiàn)對全站遙測信息和遙信信息（包括刀閘、變壓器分接頭等信息）的采集；對測量精度要求高的模擬量，釆用高精度數(shù)據(jù)采集技術(shù)；對有精確絕對時(shí)標(biāo)和同步要求的電網(wǎng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一斷面實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的同步采 集；釆用基于三態(tài)數(shù)據(jù)（穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)、暫態(tài)數(shù)據(jù)、動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)）綜合測控技術(shù)，進(jìn)行全 站數(shù)據(jù)的統(tǒng)一采集及標(biāo)準(zhǔn)方式輸出；測量系統(tǒng)具有良好頻譜響應(yīng)特性；具備電能質(zhì)量的數(shù)據(jù)測量功能。控制環(huán)節(jié)支持全站防止電氣誤操作閉鎖功能；支持本間隔順序控制功能

17、；遙控回路采用兩級開放方式抗干擾措施；支持緊急操作模式功能；支持網(wǎng)絡(luò)化控制功能。保護(hù)環(huán)節(jié)預(yù)留保護(hù)環(huán)節(jié)的能力；狀態(tài)監(jiān)測單元通過傳感器自動(dòng)采集設(shè)備狀態(tài)信息（可采集部分）的能力；從相關(guān)系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)制宿主設(shè)備其它狀態(tài)信息的能力；具備綜合分析設(shè)備狀態(tài)的功能，具備將分析結(jié)果與他相關(guān)系統(tǒng)進(jìn)行信息交互的 功能；逐步擴(kuò)展設(shè)備的自診斷圍，提高自診斷的準(zhǔn)確性和快速性；具備遠(yuǎn)方調(diào)閱原始數(shù)據(jù)的能力。計(jì)量單元預(yù)留計(jì)量環(huán)節(jié)的能力；通信單元采用完全自描述的方法實(shí)現(xiàn)站信息與模型的交換。具備對報(bào)文丟包及數(shù)據(jù)完整性甄別功能。網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)應(yīng)分級，有優(yōu)先傳送功能，并計(jì)算和控制流量，滿足在全站電力 系統(tǒng)故障時(shí)保護(hù)與控制設(shè)備正常運(yùn)行的需求。

18、按照IEC 62351要求，采用信息加密、數(shù)字簽名、身份認(rèn)證等安全技術(shù)，滿足 信息通信安全的要求?？梢钥闯?，以上單元的功能，現(xiàn)有的數(shù)字化變電站產(chǎn)品測控裝置、保護(hù)裝置、計(jì)量裝置、在線監(jiān)測產(chǎn)品實(shí)際上基本上都能予以實(shí)現(xiàn)，智能組件是一個(gè)新概念，但功能基本不脫離這些 裝置總體集合的功能，所以，系列智能組件如其說是新產(chǎn)品的研制，不如說是在智能變電站 要求下，對現(xiàn)有數(shù)字化產(chǎn)品的功能梳理和分類，在梳理和分類中，如何符合現(xiàn)有的生產(chǎn)、管 理體制，是智能組件必須慎重考慮的問題。開關(guān)現(xiàn)代化在歐洲國家已有多年的歷史， 不是新事物， 各大制造公司如Siemen、ABB、MG, GEC.Alsthon. AEG. T&am

19、p;D等，競先研究二次現(xiàn)代化技術(shù)，并已經(jīng)推出產(chǎn)品，智能開關(guān) 或智能變壓器的智能核心除就地集成保護(hù)、測控裝置外，更重要的一點(diǎn)是大量在惡劣工況條 件能正常工作的優(yōu)質(zhì)傳感器的應(yīng)用，從而減少輔助開關(guān)和觸頭的數(shù)量，顯著降低接線電纜數(shù) 量，包括高可靠的軟件聯(lián)鎖邏輯的實(shí)現(xiàn)，預(yù)留軟件失效下的緊急操作通道，而不是單純依靠 大量基于電纜接線的脫扣路和接觸器來實(shí)現(xiàn)。另外，還包括開關(guān)本體的電子控制磁力操作， 而非現(xiàn)在的智能控制裝置到主動(dòng)靜觸頭間的龐大的復(fù)雜的機(jī)械系統(tǒng)，這也是電力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)精 確同步分合的必要條件。AREVA公司的SICU4是開關(guān)現(xiàn)代化中的典型代表智能組件設(shè)備， 分控制和監(jiān)視兩個(gè)主要 功能，其對測控的功能

20、和在線監(jiān)視功能進(jìn)行了合理的分區(qū)和配合，在電纜構(gòu)線設(shè)計(jì)上，也值 得深刻借鑒，在以上的產(chǎn)品思路下，PSSC 600系列智能組件目前新增加的功能或單元主要 有：監(jiān)測功能組主IED：最主要的工作是利用IEC 61850標(biāo)準(zhǔn)提供的變電站數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化模型，確保能夠通過在線監(jiān) 測主IED為變電站中的一次宿主設(shè)備建立全面、標(biāo)準(zhǔn)化的數(shù)據(jù)庫。一次設(shè)備的信息無縫共享 和對導(dǎo)致故障或性能降低的參數(shù)的理解有助于優(yōu)化維護(hù)過程和優(yōu)化主要設(shè)備規(guī)格，智能變電 站中一次設(shè)備的服務(wù)與信息的不斷集成將把上述監(jiān)測系統(tǒng)推向更深層次的全球?qū)＜液唾Y產(chǎn) 管理系統(tǒng)或計(jì)算機(jī)化的維護(hù)與管理系統(tǒng)(CMMS),從而能夠有效處理與一次設(shè)備有關(guān)的全部過 程(

21、培訓(xùn)、維護(hù)、維修、修復(fù)、更換、升級等)，而不僅限于狀態(tài)檢修意義。功能單元間的一體化：目前變電站有多個(gè)自稱體系的閉環(huán)信息體系，比如在線監(jiān)測體系和測控體系，從智能變 電站角度來看，兩者配合顯得尤為重要，兩者不交互的情況首先導(dǎo)致了二次設(shè)備重復(fù)投資， 然后導(dǎo)致接線復(fù)雜等，另外，在線監(jiān)測后臺(tái)分析系統(tǒng)和變電站自動(dòng)化后臺(tái)系統(tǒng)的融合也是一 種趨勢，國電南自的智能變電站后臺(tái)系統(tǒng)PS6000+已經(jīng)集成了在線監(jiān)測專業(yè)后臺(tái)分析系統(tǒng)， 在線監(jiān)測后臺(tái)分析系統(tǒng)以COM控件等型式直接納入PS6000+系統(tǒng)， 該實(shí)踐已經(jīng)應(yīng)用在西開252 GIS智能化項(xiàng)目中。采用重載端子和爭取單一元件從源頭就地信息化處理。目前工程中，一個(gè)間隔的

22、隔離和接地刀閘的控制都是匯總到匯控柜，統(tǒng)一由智能單元控 制，刀閘機(jī)構(gòu)箱到匯控柜間存在著的控分電纜、控合電纜、輔助開關(guān)位置電纜等，在GIS開 關(guān)中，強(qiáng)調(diào)重載端子的應(yīng)用，一個(gè)重載端子為含多根電纜的組合體，多根電纜的定義經(jīng)標(biāo)準(zhǔn) 化設(shè)計(jì)形成統(tǒng)一，原則上一把刀閘一個(gè)重載端子，從而減少接線工作量，并且易于和不同型 號的GIS配合等。另外，系列智能組件含抗強(qiáng)震動(dòng)強(qiáng)干擾的前端采集卡設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)隔離刀 閘的直接過程數(shù)字化，隔離刀閘前端采集卡和斷路器智能單元釆用IEC 60044-8/FT3協(xié)議通 訊，使用光纖數(shù)字通訊實(shí)現(xiàn)控分控合等，減少刀閘機(jī)構(gòu)箱和匯控柜間的電纜連接。智能組件強(qiáng)調(diào)和宿主設(shè)備一體化設(shè)計(jì)。系列智能組

23、件通過靈活組態(tài)的設(shè)計(jì)，和本體實(shí)現(xiàn)融合，在環(huán)境溫濕度控制上，采用專利 技術(shù)智能組件集成溫濕度系統(tǒng)”， 在軟件聯(lián)鎖邏輯取代硬電纜接線形式的聯(lián)鎖方式上， 采 用智能組件邏輯可視化”專利技術(shù)。PSSC600系列智能組件在以上闡述中已經(jīng)清晰的表達(dá)了設(shè)計(jì)理念，通過設(shè)備功能模塊的 組態(tài)化架構(gòu)和IEC61850標(biāo)準(zhǔn)模型的充分利用，遵循國網(wǎng)智能變電站技術(shù)導(dǎo)則及相應(yīng)智能變 電站設(shè)計(jì)規(guī)等，實(shí)現(xiàn)了高壓設(shè)備的測量數(shù)字化、控制網(wǎng)絡(luò)化、狀態(tài)可視化、功能一體化、信 息互動(dòng)化要素。PSSC600系列智能組件原理圖如下:PSSC621智能組件:合并單 元模塊PSSC601智能組件:2. 2互感器及智能組件技術(shù)方案2. 2.1 2

24、20kV及l(fā)lOkV線路、母聯(lián)電子式互感器技術(shù)方案在220RV線路側(cè)配置電子式電流互感器、電子式電壓互感券八電子式電壓互感器為線 路抽取電壓，電流互感器含有雙重化的保護(hù)和測量線圈，與之對應(yīng)配置雙重化的蜀輕佳（含 合并單元和智能終端），如下圖：說明直連GOOSE直連SVFT3采集模塊和智能組件全部按放在GIS匯控柜中.匯控中配置光纖配線架，在工廠調(diào)試中 完成采集單元到智能組件，智能組件到光纖配線架的連接工作，并完成本間隔的所有調(diào)試工 作，現(xiàn)場工作只要完成光纖配線架到保護(hù)的光纖配線架的光纖連接工作即可，從而達(dá)到“工 廠工作量最大化，現(xiàn)場調(diào)試工作量最小化縮短調(diào)試周期本間隔光纖配線架光纖定義如 下:X

25、L.GOOSElXL.GOOSElMC.GOOSElMC.GOOSEl XL.SVlXL.SVlMC.SVlMC.SVlSV1SV1GOOSE1GOOSE1預(yù)留預(yù)留000000XL.G00SE2XL.G00SE2MC.G00SE2MC.G00SE2XL.SV2XL.SV2MC.SV2MC.SV2SV2SV2GOOSE2GOOSE2預(yù)留預(yù)留000PT.SVlPT.SVl預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留000PT.SV2PT.SV2預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留光纖配線架220kV間隔光纖配線架定義在llOkY線路側(cè)配置電子式電流互感器，電子式電壓互感器為線路抽取電壓.電流互感 器含單套的保護(hù)和測量線圈

26、，與之對應(yīng)配置單套智能組件（含合并單元和智能終端）,如下 圖：線路保護(hù)測控裝且1()ECTPSSC IM601 |U|MPSSC601I PSSC601*：母線保護(hù)裝置2二：線路保護(hù)測控裝置2220kV線路間隔I網(wǎng)絡(luò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)SV電纜； ；220kV1B相()ECT C相L：50琳線電 GOOSE交換機(jī)rSV交換機(jī)1母線保護(hù)裝置1每線電圧2 2。SV交換機(jī)2 GOOSE交換機(jī)2llOkV間隔光纖配線架定義本間隔光纖配線架光纖定義如下:00000000XL.GOOSE1XL.GOOSE1 MC.G00SE1MC.G00SE1XL.SV1XL.SV1MC.SV1MC.SV1SV1SV1GOOS

27、E1GOOSE1預(yù)留預(yù)留000預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留PT.SV1PT.SV1預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留0預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留光纖配線架；H 110甲zzj線路保護(hù)測控裝迢1Zj母線保護(hù)裝邑1 GOOSE交換機(jī)1SV交換機(jī)1B110kV線路間隔IDU iJPSSC IM-JL 601 ll說 明 直連GOOSE 直連SVFT3 網(wǎng)絡(luò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)SV電纜主變高壓側(cè)光纖配線架定義2. 2.2變壓器220kV側(cè)電子式互感器技術(shù)方案；ff Y J ；II22kXf說K_-直連GOOSE-直連SV -FT3=a本間隔光纖配線架光纖定義如下:0-B.GOOSEl-B.GOOSElM

28、C.GOOSElMC.GOOSEl 2B.SV12B.SV10MC.SVlMC.SVl0SV1SV1GOOSE1GOOSE1預(yù)留預(yù)留00-B_G00SE2-B_G00SE2 MC.G00SE2MC.G00SE22B.SV22B.SV2MC.SV2MC.SV2SV2SV2GOOSE2GOOSE2預(yù)留預(yù)留000PT.SVlPT.SVl預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留00J主變保護(hù)測控裝冕I1DUPSSC601MU母線電壓母線保護(hù)裝曹1nyc uPSSC IMP601PSSC601uI：母線電壓2二母線保護(hù)裝啓2堆變保世測垓裝置自主變髙間隔網(wǎng)絡(luò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)SV電纜 GOOSE交換機(jī)1rsv交換機(jī)1B相

29、（DECrC相ECTA相C!IDUPSST1M601i4 SV交換機(jī)2 GOOSE交換機(jī)2主變高壓側(cè)光纖配線架定義PT.SV2PT.SV2預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留光纖配線架說 明- 直連GOOSE - 直連SVFT3-0-B.GOOSEl-B.GOOSEly5C_G00SEly5C_G00SEl02B.SV12B.SV10MC.SVlMC.SVl0SV1SV10GOOSE1GOOSE1預(yù)留預(yù)留0000-B.G00SE2-B.G00SE2J5C.GOOSE2J5C.GOOSE2 2B.SV22B.SV2MC.SV2MC.SV2SV2SV2GOOSE2GOOSE2預(yù)留預(yù)留PT.SVlPT.SV

30、l預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留000PT.SV2PT.SV2預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留光纖配線架藥中 頤苗配靈架元文2.2.4變壓器35kV側(cè)電子式互感器技術(shù)方案為了滿足220kV變壓器保護(hù)雙重化配置的要求，35kV側(cè)的就地采集單元也 按雙重化要求配置。2. 2. 3變壓器llOkV側(cè)電子式互感器技術(shù)方案IcccIllOkVB 相相 tbEcr C 相相 pEcr二 主變保護(hù)測控裝置 1_U母線電用廠6()LStlM)1 uPSSC601IE二母線保護(hù)裝置 1SV 交換機(jī) 2 GOOSE 交換機(jī) 2十母線保護(hù)裝置 2t 上變保護(hù)測控裝置 2主變中壓側(cè)網(wǎng)絡(luò)GOOSE網(wǎng)絡(luò)SV電纜IDUPS SC

31、 M601 |u 球線電爪 2 GOOSE 交換機(jī) 1 SV交換機(jī)1PSSC M601主變低壓側(cè)光纖配線架定義-B.GOOSEl-B.GOOSEl0預(yù)留2B.SV12B.SV10預(yù)留0SV1SV10GOOSE1GOOSE1預(yù)留預(yù)留00000-B.G00SE2-B.G00SE2預(yù)留2B.SV22B.SV2預(yù)留SV2SV2GOOSE2GOOSE2預(yù)留預(yù)留0PTBL.SVlPTBL.SVl預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留0000PTBL.SV2PTBL.SV2預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留預(yù)留光纖配線架2.2.5 35kV出線電子式互感器技術(shù)方案35kV低壓保護(hù)測控裝置集中合并器和智能單元的功能， 可直接輸出

32、9-2數(shù)字 量提供給電度表。2. 2.6 35kV母線電壓技術(shù)方案35kV母線電壓通過PT智能終端完成就地采樣后，再通過光纖回路采用FT3傳綸的方式傳遞給PT并列裝置，由該裝置完成并列功能后傳遞給保護(hù)測控裝置。111Q135JT1母2.3 TDC-05戶外柜TDC-05型戶外機(jī)柜的設(shè)計(jì)目標(biāo)是為在戶外條件下運(yùn)行的自動(dòng)化設(shè)備及其它普通電氣 設(shè)備提供接近室的工作環(huán)境，同時(shí)為這些設(shè)備提供必要的防護(hù)。該型戶外柜具有對外部環(huán)境一定的隔離功能，雙層柜體設(shè)計(jì)，防塵、防水、防太陽輻 射。其工作模式為在柜濕度達(dá)到一定時(shí)（可設(shè)定），溫濕度傳感控制器啟動(dòng)電加熱器和位于 柜頂部的風(fēng)扇，將柜濕氣排出柜外；當(dāng)柜溫度上升到某

33、一溫度時(shí)，柜風(fēng)扇啟動(dòng)，柜外新鮮空 氣經(jīng)過濾后自機(jī)柜下層進(jìn)入柜， 將柜熱氣從機(jī)柜上部排出柜外。 戶外柜設(shè)計(jì)要求滿足系列標(biāo) 準(zhǔn)GB/T 19183。2.3.1戶外柜的技術(shù)特點(diǎn)1）高的防護(hù)等級： 在不依賴額外的防護(hù)條件， 僅通過通風(fēng)散熱， 機(jī)柜就能為柜的自動(dòng)化 設(shè)備提供IP56的防護(hù)等級,為柜設(shè)備提供更加潔凈的運(yùn)行環(huán)境。機(jī)柜對柜的溫度控制滿足 下面第二條的要求，這種用簡潔低成本的方式來滿足高防護(hù)等級一一溫度控制雙重化要求 的，國外還沒有第二家。2）智能化的柜溫度控制系統(tǒng)：機(jī)柜應(yīng)用戶外的極端自然環(huán)境溫度一40乜+40X：（同時(shí)伴有強(qiáng)烈日照）下，機(jī)柜須釆取必要的隔熱和通風(fēng)散熱措施，再配以柜溫度控制系統(tǒng)，

34、有效 地隔離柜外熱傳導(dǎo)，并將柜設(shè)備工作產(chǎn)生的熱量及時(shí)排出柜外，應(yīng)能使柜環(huán)境溫度在0笙+45C之間。3）高水平的EMC性能：機(jī)柜結(jié)構(gòu)的EMC設(shè)計(jì)包括電磁屏蔽、功能性接地和靜電放電防護(hù)。為了滿足電氣的抗干擾要求，機(jī)柜整體必須具備可靠接地的能力，并且機(jī)柜的整體電磁屏蔽 性能要好。每個(gè)重要的設(shè)備之間必須用電磁屏蔽板隔開，電磁屛蔽板又必須與機(jī)柜間達(dá)成可 靠的電氣連接（即等電位要求）。4）持久的耐腐蝕和抗生化能力：機(jī)柜除了能隔離有害氣體和物質(zhì)進(jìn)入機(jī)柜部，還要阻止動(dòng)物（嚙齒動(dòng)物、白蟻）與真菌進(jìn)入機(jī)柜，保護(hù)功能設(shè)備免受這些生物的傷害。5）堅(jiān)固耐用柜體和模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：機(jī)柜采用雙層殼體設(shè)計(jì)，由柜、防水頂蓋、底

35、座、雙層側(cè)板和雙層前后柜門組成，柜體采用拼裝與焊接混合式結(jié)構(gòu)。柜門由多點(diǎn)錢鏈與機(jī)柜進(jìn) 行連接，柜門鎖與柜體采用多點(diǎn)鎖定。6）精良的制造工藝和美觀大方的造型：好的設(shè)計(jì)還需經(jīng)優(yōu)良的加工工藝來保證，特別是不銹鋼的加工及焊接工藝極為講究。不銹鋼板材在加工和焊接上要求比普通碳鋼高而且難度 大，尤其是用于機(jī)柜外表的不銹鋼板是帶裝飾性的拉絲板，當(dāng)采用免涂覆裸鋼板的工藝方案 后，則必須消除不銹鋼板材的板金加工痕跡，不銹鋼焊縫不能影響板材的拉絲紋理。加工后 的免涂覆不銹鋼還必須做到能防灰塵和油污以及人手指印痕的污染，當(dāng)產(chǎn)生了上述的污染 后9應(yīng)能輕易地去除。2. 3.2戶外柜的專利目前已申請的專利有：空氣濾網(wǎng)積塵

36、的自動(dòng)除塵系統(tǒng)多重防水戶外機(jī)柜一種基于電纜溝空氣流動(dòng)換熱的控制通風(fēng)戶外機(jī)柜a40f1-Bulleted_fc6999b1-fc2f-4cce-9323-55327e0de12 組屏方案及即插即用方案本工程一次設(shè)備本體采用GIS組合電器，二次設(shè)備釆用集裝箱式組裝模式，此次總體方 案按照此思路展開，進(jìn)行設(shè)備的配置和設(shè)計(jì)方案，本次設(shè)備和匯控柜之間采用即插即用的航 空插頭模式，匯控柜和集裝箱設(shè)備之間采用即插即用的統(tǒng)一光纖接口，所有環(huán)節(jié)均可復(fù)制, 設(shè)備在工現(xiàn)場戶外柜正視圖廠進(jìn)行整體調(diào)試，現(xiàn)場只要進(jìn)行航空插頭和光纖的連接即可，通過此方案可縮短工程調(diào)試周期，使工廠工作量最大化，現(xiàn)場調(diào)試工作量趨近零模式。變電

37、站過程層設(shè)備包括一次設(shè)備本體與GIS匯控柜連接如下圖:組屏及即插即用方案：18d6853c-Numbered_99f08356-c8ce-487d-8607-2b759dfe7705-Numbered_f585927a-5112-4678-bb34-e656360547c每個(gè)間隔設(shè)置一面GIS匯控柜，含雙套智能組件和在線監(jiān)測裝置(選配),GIS匯控中含過程層交換機(jī)和站控層交換機(jī)，交換機(jī)根據(jù)需要設(shè)置數(shù)量；18d6853c-Numbered_99f08356-c8ce-487d-8607-2b759dfe7705-Numbered_f585927a-5112-4678-bb34-e65636054

38、7cGIS匯控柜中布置航空插頭接口模件，本體控制箱和GIS匯控柜之間全部通過 航空插頭進(jìn)行插接，方便現(xiàn)場施工；18d6853c-Numbered_99f08356-c8ce-487d-8607-2b759dfe7705-Numbered_f585927a-5112-4678-bb34-e656360547cGIS匯控柜中布置光纖配線架，用于和集裝箱的光纖配線架和站控層光纖配線 架相連接，由于集裝箱設(shè)置統(tǒng)一的光纖接口，所以過程層每個(gè)間隔只要通過一 根大芯的光纜直接連接到統(tǒng)一的光纖接口裝置即可，可節(jié)約光纖數(shù)量，優(yōu)化光 纖布置。18d6853c-Numbered_99f08356-c8ce-487d

39、-8607-2b759dfe7705-Numbered_f585927a-5112-4678-bb34-e656360547c全站220kV部分設(shè)置6個(gè)GIS匯控柜，llOkY設(shè)置8個(gè)GIS匯控柜，主變設(shè)置 統(tǒng)一的智能組件柜。18d6853c-Numbered_99f08356-c8ce-487d-8607-2b759dfe7705-Numbered_f585927a-5112-4678-bb34-e656360547c35kV部分不設(shè)置單獨(dú)的匯控柜，所有裝置安裝在開關(guān)柜上，設(shè)備在出廠前完 成所有調(diào)試。ro-內(nèi)議在高壓斷將器中、一體化安裝:件之冋進(jìn)行少的電纜連智能斷路器項(xiàng)冃木體I婭力式浸別：G

40、ISJCftfr.nnFhwum*rssc*iiI監(jiān)控采統(tǒng) |說 :-AMatttt-:電- :18d6853c-Numbered_99f08356-c8ce-487d-8607-2b759dfe7705-Numbered_f585927a-5112-4678-bb34-e656360547cGIS匯控柜按照IP56防護(hù)等級進(jìn)行設(shè)計(jì)，滿足現(xiàn)場抗電磁干擾、抗輻射、防 塵、防水的需求。a40f1-Bulleted_fc6999b1-fc2f-4cce-9323-55327e0de12 在線監(jiān)測方案分析4.1概述隨著電網(wǎng)的快速發(fā)展，新建變電站不斷建設(shè)、投運(yùn)，管轄設(shè)備急劇增加，而相關(guān)人員不 但沒有增加

41、反而要減少。如何減少設(shè)備的盲目性檢修又能保證設(shè)備的運(yùn)行可靠性，是當(dāng)前經(jīng) 濟(jì)高速發(fā)展對設(shè)備運(yùn)行檢修提出的新要求。在線監(jiān)測和狀態(tài)檢修是智能變電站智能化水平的 體現(xiàn)，是智能化變電站發(fā)展的趨勢，設(shè)備在線監(jiān)測是狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)。因此本專題針對南500RV變電站在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修系統(tǒng)的配置方案及經(jīng)濟(jì)效益方面進(jìn)行全面分析。4. 2在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修系統(tǒng)配置的必要性及可行性分析a）在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修系統(tǒng)應(yīng)用的必要性分析設(shè)備狀態(tài)信息對于整個(gè)電網(wǎng)的高效、優(yōu)質(zhì)運(yùn)營富有極高的價(jià)值。在線監(jiān)測對處于運(yùn)行狀 態(tài)的電力設(shè)備進(jìn)行連續(xù)和隨時(shí)的監(jiān)測和判斷，為電力設(shè)備的狀態(tài)檢修提供必要的判斷依據(jù)。 在線監(jiān)測使電力設(shè)備由定期停電檢修轉(zhuǎn)變

42、為狀態(tài)檢修成為可能，可以有條件延長定期檢驗(yàn)周 期、簡化檢驗(yàn)項(xiàng)目，降低檢修費(fèi)用，減少停電時(shí)間，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全 性、提高供配電質(zhì)量。b）在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用的可行性分析根據(jù)國、外在線監(jiān)測技術(shù)發(fā)展水平及應(yīng)用情況，國在電力設(shè)備在線監(jiān)測應(yīng)用方面已相對 成熟，如儀器儀表廠、昊志公司等已可生產(chǎn)出如壓力、溫度、微水等多種傳感器，局部放電 在線監(jiān)測裝置等。國主流電氣設(shè)備生產(chǎn)廠家均已與各在線監(jiān)測廠家合作，將各種檢測傳感器 等嵌至高壓設(shè)備，成為高壓電力設(shè)備的一部分。國各省網(wǎng)公司在電力設(shè)備在線監(jiān)測裝置的成 功經(jīng)驗(yàn)也驗(yàn)證了在線監(jiān)測系統(tǒng)應(yīng)用完全可行，不會(huì)對高壓設(shè)備造成破壞，準(zhǔn)確度高。c）狀態(tài)檢修系統(tǒng)應(yīng)用的

43、可行性分析國多個(gè)廠家如南自、許繼、南瑞、思源、和盛等公司，均已開發(fā)出狀態(tài)檢修系統(tǒng)軟件， 根據(jù)在線監(jiān)測裝置的檢測數(shù)據(jù)，應(yīng)用人工智能技術(shù)，開展?fàn)顟B(tài)檢修工作，運(yùn)用高級應(yīng)用軟件 中的知識源對其進(jìn)行跨專業(yè)的綜合推理和分析，得出對設(shè)備狀態(tài)的評價(jià)結(jié)論，最終提供狀態(tài) 檢修決策建議。國部分網(wǎng)省公司狀態(tài)檢修系統(tǒng)已投入應(yīng)用，運(yùn)行情況良好。綜上所述，在線監(jiān)測系統(tǒng)各傳種傳感器等裝置可由高壓設(shè)備廠家在廠集成，在智能變應(yīng) 用在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修系統(tǒng)完全可行。4. 3主變壓器在線監(jiān)測圍及參量選擇必要性分析4. 3. 1主變壓器油色譜在線監(jiān)測配置的必要性分析4. 3. 2主變壓器局放在線監(jiān)測配置的必要性分析局部放電主要是變壓器在

44、高電壓的作用下，其部絕緣發(fā)生的放電。這種放電只存在于絕 緣的局部位置，不會(huì)立即形成整個(gè)絕緣貫通性擊穿或閃絡(luò)，所以稱為局部放電。產(chǎn)生局部放 電的原因是：電場過于集中于某點(diǎn)，或者說某點(diǎn)電場強(qiáng)度過大，如固體介質(zhì)有氣泡，雜質(zhì)未 除凈；油中含水、含氣、有懸浮撒粒；不同的介質(zhì)組合中，在界面處有嚴(yán)重電場畸變。局部 放電的痕跡在固體絕緣上常常只留下一個(gè)小斑，或樹枝形燒痕。在油中，則出現(xiàn)一些分解的 小氣泡。局部放電時(shí)間雖短，能量也很小，但具有很大的危害性，它的長期存在對絕緣材料將產(chǎn) 生較大的破壞作用，一是使鄰近局部放電的絕緣材料，受到放電質(zhì)點(diǎn)的直接轟擊造成局部絕 緣的損壞，二是由放電產(chǎn)生的熱、臬氧、氧化氮等活性

45、氣體的化學(xué)作用，使局部絕緣受到腐 蝕老化、電導(dǎo)增加，最終導(dǎo)致熱擊穿。運(yùn)行中的變壓器，部絕緣的老化及破壞，多是從局部 放電開始。大量故障統(tǒng)計(jì)表明，在電氣設(shè)備故障中絕緣故障一直占有較高的比重，發(fā)生絕緣故障的 原因主要是絕緣薄弱處的局部放電引起的絕緣老化和失效，并最終導(dǎo)致絕緣擊穿。局部敖電 檢測能夠提前反映變壓器的絕緣狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備部的絕緣缺陷，從而預(yù)防潛伏性和突發(fā) 性事故的發(fā)生。變壓器設(shè)備的局放在線監(jiān)測技術(shù)主要有以下幾種：（1）脈沖電流法。局部放電造成電荷的移動(dòng)并在外圍測量回路中產(chǎn)生脈沖電流，通過 檢測該脈沖電流便可實(shí)現(xiàn)對局部放電的測量。檢測變壓器套管末屏接地線、外売接地線、中 性點(diǎn)接地線、鐵

46、芯接地線（見圖4.1-1）以及繞組中由于局放引起的脈沖電流，獲得視在放 電量。該方法一般是檢測脈沖電流信號通常為數(shù)kHz至數(shù)百kHz（至多數(shù)MHz）。目前，脈 沖電流法已得到廣泛應(yīng)用，其特點(diǎn)是能快速探測到局放現(xiàn)象、測量靈敏度高、放電量可以標(biāo) 定、監(jiān)測裝置外置于變壓器上不會(huì)破壞變壓器的結(jié)構(gòu)等。脈沖電流法的問題在于以下幾方面: 其抗干擾能力差，無法有效應(yīng)用于現(xiàn)場的在線監(jiān)測；對于變壓器類具有繞組結(jié)構(gòu)的設(shè)備在標(biāo) 定時(shí)產(chǎn)生很大的誤差。（2）特高頻檢測法。 特高頻檢測法屬于高頻局部放電測量， 其檢測頻帶已達(dá)甚高頻頻（VHF）圍，測量頻率達(dá)30MHzo該方法利用羅戈夫斯基線圈從變壓器中性點(diǎn)測取局部放電信 號

47、。射頻檢測法使用方便，檢測系統(tǒng)不會(huì)影響變壓器的運(yùn)行方式。超寬頻帶（UWB）局部放 電檢測技術(shù)（上限頻率可達(dá)GHz）具有測量頻帶寬、信息量大等優(yōu)點(diǎn)，可以較全面地研究局 部放電的特性。特高頻法因具有抗干擾能力強(qiáng)、靈明度高、實(shí)時(shí)性好且能進(jìn)行故障定位、已 成為目前局放檢測技術(shù)中主要方法。變壓器油及油/絕緣紙中發(fā)生的局部放電，其信號的頻 譜很寬，放電過程可以激發(fā)出數(shù)百甚至數(shù)千兆赫茲的特高頻電磁波信號，此電磁波由安裝在 變壓器箱體開窗處的傳感器獲取，用于實(shí)現(xiàn)局部放電檢測。特高頻法是目前相對比較成熟的 測量局部放電的方法。（3）氣相色譜法。這是一種基于油中氣體成分分析（DGA）的化學(xué)檢測方法。變壓器中發(fā) 生

48、的局部放電將導(dǎo)致各種絕緣材料發(fā)生分解破壞，產(chǎn)生新的生成物，通過檢測各種氣體生成 物的組成和濃度， 可以判斷局部放電的狀態(tài)。 目前， 該方法廣泛應(yīng)用于變壓器故障類型和故 障程度的診斷，IEC為此制定了三比值法的推薦標(biāo)準(zhǔn)。 氣相色譜法的優(yōu)點(diǎn)是不受外界電磁干 擾影響，準(zhǔn)確度較高，且對早期潛伏性故障較靈敏，但不能反映突發(fā)性故障，而且無法對故 障進(jìn)行定位。（4）超聲波檢測法。 根據(jù)超聲波信號進(jìn)行局部放電的判斷分析， 典型的超聲波傳感黠的頻帶大多為50200 kHzo光纖技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用在局部放電的超聲波探測上，變壓器局部放 電產(chǎn)生的超聲波擠壓光纖并導(dǎo)致光波在光纖中傳播時(shí)受到調(diào)制，采用合適的調(diào)制解調(diào)器可以 把

49、局部放電的超聲波信號提取出來，可以避免傳統(tǒng)的油一鋼復(fù)合路徑所造成的影響。該方法 的優(yōu)點(diǎn)是不影響電氣主設(shè)備的安全運(yùn)行，并且受電磁干擾影響較小；缺點(diǎn)是放電源和超聲探 頭之間的波阻抗異常復(fù)雜，超聲波信號常常因?yàn)閭鞑ネ緩綇?fù)雜、衰減嚴(yán)重而導(dǎo)致檢測靈敏度 很低。光學(xué)設(shè)備造價(jià)高、檢測穩(wěn)定性不高。圖4. 1-1 500kV變壓器電脈沖CT安裝接線示意圖夾件接地引.卜線兀圖4. 1-2超聲波安裝示意圖（5）紅外檢測。這是基于局部放電點(diǎn)的溫度升高，利用紅外探測儀的熱成像原理實(shí)現(xiàn) 熱點(diǎn)測量。但由于變壓器結(jié)構(gòu)和傳熱過程的復(fù)雜性，目前變壓器紅外檢測針對于一些變壓器 外部故障（包括導(dǎo)體連接不良、遍磁引起的箱體渦流、冷卻裝

50、置故障和變壓器套管故障等）。目前其監(jiān)測技術(shù)應(yīng)用較多的是脈沖電流法、超聲波法和特高頻檢測法。圖4. 1-3寬頻帶電流互感器安裝示意圖國局放檢測常用的脈沖電流、超聲波和特高頻3種檢測方法的配置原則及投資經(jīng)濟(jì)分析如下：超聲波檢測法：一組三相變壓器，需裝超聲波傳感器4個(gè)。傳感器1.6萬元/個(gè)，現(xiàn)場超聲波檢測分析裝置約126萬；一組變壓器一個(gè)分析裝置；合計(jì)一組三相變壓器裝設(shè)超聲波 檢測需要133萬元。脈沖電流檢測法：一組三相變壓器，需裝脈沖電流傳感器6個(gè)。傳感器0.6萬元/個(gè)， 現(xiàn)場脈沖電流分析裝置約10萬；一組變壓器一個(gè)分析裝置；合計(jì)一組變壓器裝設(shè)脈沖電流 需要13. 6萬元。特高頻檢測法：一組三相變

51、壓器，需裝特高頻傳感器要6個(gè)。傳感器3萬元/個(gè)，現(xiàn)場 特高頻分析裝置約35萬；一組變壓器需要1臺(tái)現(xiàn)場特高頻分析裝置；合計(jì)一組變壓器裝設(shè) 特高頻傳感器需要53萬元。表4. 1-1一組500kV變壓器各種局放在線監(jiān)測方案投資經(jīng)濟(jì)比較（萬元）費(fèi)用項(xiàng)目超聲波檢測法脈沖電流法特高頻檢測法本期投資費(fèi)用133.013.653.0國多家生產(chǎn)商已采用高頻電脈沖法進(jìn)行局放監(jiān)測，在實(shí)際工程中，由于其易受干擾，工 程應(yīng)用效果差。變壓器部如出現(xiàn)局放現(xiàn)象，C2H2,氏，CO, CO, , C2仏等氣體成份就會(huì)發(fā)生 變化，雖然油色譜監(jiān)測也可以判斷局部放電的狀態(tài)，但反映速度慢；而特高頻、超蘆波檢測 法均可快速探測到局放現(xiàn)象，

52、但超聲波檢測法易受干擾且設(shè)備昂貴。綜合考慮各種可快速判 斷局部放電的在線監(jiān)測方法的性價(jià)比，本階段推薦配置待高頻檢測法進(jìn)行局放在線監(jiān)測。4. 3. 3主變壓器套管介損在線監(jiān)測配置的必要性分析主變壓器套管是典型的電容型設(shè)備，電容型設(shè)備是指絕緣結(jié)構(gòu)采用電容屏的電氣設(shè)備，通過測呈介質(zhì)損耗tan以及電容量，可較為靈敏地發(fā)現(xiàn)電容型設(shè)備的絕緣缺陷，現(xiàn)行的預(yù) 防性試驗(yàn)干擾信號接收模塊Intertefence signal rec&ve module倍感器安裝支架The insunton frame of senorTransfcrmef tank皿1檢心擋覽排Core Earthplatocn空壩常電

53、液互必ss WidebandCT也把這兩個(gè)參數(shù)作為主要的測量對象。如果利用在線監(jiān)測手段，在設(shè)備的運(yùn)行過程 中實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測這兩個(gè)參數(shù)，不但可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)運(yùn)行設(shè)備的絕緣缺陷，還可以達(dá)到延長甚至 替代常規(guī)預(yù)防性試驗(yàn)的目的。根據(jù)國網(wǎng)公司智能電網(wǎng)部的高壓設(shè)備智能化技術(shù)分析報(bào)告，主變壓器套管故障只占 主變故障比例的15%。目前該類狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備價(jià)格較高，前端釆集一般采用磁性耦合方式，監(jiān)測的電流信號弱，易受外界干擾，影響結(jié)果準(zhǔn)確性。通過向部分已安裝主變壓器套管在線 監(jiān)測的變電站及中試院了解，該類狀態(tài)監(jiān)測設(shè)備技術(shù)還不是非常成熟，誤報(bào)率較高，不能準(zhǔn) 確反應(yīng)主變壓器套管的絕緣缺陷，不建議采用。根據(jù)以上原因，套管介損狀

54、態(tài)監(jiān)測裝置作為 可選方案。4. 3. 4主變壓器繞組光纖測溫在線監(jiān)測配置的必要性分析電力變壓器繞組溫度與變壓器的壽命有很大關(guān)系，變壓器繞組年平均溫度為98P時(shí)具 有正常壽命，當(dāng)超過或達(dá)不到9hC時(shí)，每上升或降低6。(2,則變壓器壽命降低一半或延長一 倍。對于大型電力變壓器，繞組熱點(diǎn)溫度的允許限值為120迄，但當(dāng)繞組熱點(diǎn)溫度超過14(TC時(shí)，這時(shí)會(huì)使附近的油分解出氣體，如油中CO、C02等含量增高；會(huì)使紙絕緣裂化出糠醛(C4H3O-CHO),這時(shí)可以通過絕緣油的油色譜分析發(fā)現(xiàn)可燃?xì)怏w和糠醛含量的變化，但當(dāng)發(fā) 生低于140弋的低溫過熱時(shí)，色譜分析就無法發(fā)現(xiàn)其變化了，此時(shí)，熱點(diǎn)溫度如超過允許限 值，

55、不僅會(huì)影響變壓器使用壽命，還將對變壓器安全運(yùn)行造成威脅。所以，變壓器繞組溫度 的監(jiān)測對保證安全運(yùn)行和延長設(shè)備壽命都有重要意義。光纖測溫技術(shù)是將測溫光纖植入繞組線圈，通過光纖傳輸繞組溫度至采集裝置。該方法 可直接測量變壓器繞組的實(shí)時(shí)溫度，改進(jìn)了變壓器的預(yù)測建模技術(shù)，達(dá)到實(shí)時(shí)互測變壓器繞 組溫度狀態(tài)的目的，并提高了測呈精度。但這種方法應(yīng)在變壓器制造過程中埋設(shè)測點(diǎn)，且需 多埋設(shè)幾點(diǎn)才可能碰上真正的最熱點(diǎn)，測量結(jié)果比較準(zhǔn)確。但由于傳感器埋設(shè)在繞組部，對 主變部絕緣設(shè)計(jì)產(chǎn)生較大影響；另一方面，光纖傳感器的使用壽命一般為十十二年，若 設(shè)備投運(yùn)后出現(xiàn)光纖傳感器故障也無法對其更換，留在設(shè)備本體影響主變壓器運(yùn)行壽命。出于對變壓器主設(shè)備運(yùn)行安全考慮， 本工程變壓黑繞組溫度監(jiān)測采用傳統(tǒng)的鎧電阻測溫 系統(tǒng)，不推薦配置光纖繞組測溫。4. 4斷路器三相分合閘同期性監(jiān)測的的必要性分析分、合閘時(shí)間及同期性是SF&斷路器機(jī)械特性的重要參數(shù)。分、合閘時(shí)間直接影響到斷 路器的關(guān)合和開斷性能。斷路器只有在保證適當(dāng)?shù)姆帧⒑祥l時(shí)間，才能充分發(fā)揮其開斷電流 的能力。如果分閘時(shí)間過長，則會(huì)使燃弧時(shí)間増加，特別是在切除短路故障時(shí)，燃孤時(shí)間長 可能會(huì)使觸頭燒損，甚至發(fā)生爆炸。分、合閘時(shí)間嚴(yán)重不同期，將造成線路或變壓器非全相 接入或切斷，出現(xiàn)危