吳--高壓設(shè)備在線監(jiān)測

1、企業(yè)變電站高壓設(shè)備狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)一、概述HVM3000智能型高壓設(shè)備在線監(jiān)測與狀態(tài)檢修管理系統(tǒng)，就地分布安裝一系列全數(shù)字一體化智能監(jiān)測單元，實時監(jiān)測變電站高壓設(shè)備的絕緣等狀態(tài)參數(shù)，利用現(xiàn)場工業(yè)總線實現(xiàn)全站數(shù)字化通信，通過站端管理單元控制和管理各類監(jiān)測系統(tǒng)，在收集全景化的在線監(jiān)測數(shù)據(jù)的同時實現(xiàn)與遠方管理系統(tǒng)的交互。管理系統(tǒng)可對設(shè)備的健康狀況進行評價和分析，并對有關(guān)數(shù)據(jù)進行融合，建立高壓設(shè)備運行與檢修管理數(shù)據(jù)中心，在統(tǒng)一的綜合數(shù)據(jù)平臺下，用戶結(jié)合其他生產(chǎn)和管理系統(tǒng)，無縫提取相關(guān)設(shè)備的有效信息實現(xiàn)對高壓設(shè)備的狀態(tài)遠程實時在線監(jiān)測和診斷，制定設(shè)備維護和狀態(tài)檢修策略。HVM3000系統(tǒng)屬于最新一代的智

2、能型全數(shù)字式分層分布式系統(tǒng)，為電力系統(tǒng)各電壓等級變壓器、電流互感器、避雷器、電容型套管、偶合電容器和開關(guān)等高壓設(shè)備提供狀態(tài)在線監(jiān)測及診斷。本系統(tǒng)為分布式系統(tǒng)，面向多個變電站高壓設(shè)備，采用多臺服務(wù)器的分級管理體制形式。該系統(tǒng)由在線監(jiān)測設(shè)備層、變電站數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層、遠程數(shù)據(jù)中心三部分組成。在線監(jiān)測設(shè)備層:就地智能監(jiān)測單元安裝在被監(jiān)測設(shè)備現(xiàn)場，通過現(xiàn)場總線網(wǎng)絡(luò)自動、實時地上傳高壓設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)；監(jiān)測對象為變壓器、CT,OY等容性設(shè)備、避雷器、斷路器，構(gòu)成絕緣在線監(jiān)測、開關(guān)狀態(tài)在線監(jiān)測、變壓器綜合在線監(jiān)測、局放在線監(jiān)測等子系統(tǒng)，共同組成分層分布式在線監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。1） 產(chǎn)品功能：FMU系列產(chǎn)品從功能上可分為三

3、大類：1)絕緣監(jiān)測單元(1) FMU-U系統(tǒng)電壓監(jiān)測單元監(jiān)測各高壓母線電壓，為絕緣參數(shù)的計算提供電壓數(shù)據(jù)。主要監(jiān)測參數(shù)系統(tǒng)三相電壓諧波電壓：3、5、7、9次系統(tǒng)頻率(2) FMU-C容性設(shè)備監(jiān)測單元主要監(jiān)測參數(shù)末屏電流介質(zhì)等值電容(3) FMU-M氧化鋅避雷器監(jiān)測單元主要監(jiān)測參數(shù)全電流阻性電流(4) FMU-I變壓器鐵芯電流監(jiān)測單元主要監(jiān)測參數(shù)鐵芯接地電流(5) FMU-E環(huán)境監(jiān)測單元對高壓設(shè)備現(xiàn)場運行環(huán)境的監(jiān)測有助于對絕緣狀況的綜合判斷，提高狀態(tài)診斷的準(zhǔn)性。主要監(jiān)測參數(shù)環(huán)境溫度環(huán)境濕度瓷裙表面污穢電流2） FMUB高壓開關(guān)絕緣監(jiān)測子系統(tǒng)主要監(jiān)測參數(shù)三相電流的實時值開關(guān)的動作時間累計的動作次數(shù)

4、每相的觸頭磨損量及累計的觸頭磨損量，相對剩余電壽命開關(guān)輔助接點的動作狀態(tài)開關(guān)動作時刻的三相負(fù)荷以及短路電流波形，分合閘線圈電流波形儲能電機打壓時刻與儲能時間3） FMU-G變壓器油氣監(jiān)測主要監(jiān)測參數(shù)：氫氣、一氧化碳、乙快和乙烯等氣體的綜合數(shù)值氫氣、甲烷、乙烯、乙烷、乙快、一氧化碳、二氧化碳2、 產(chǎn)品特點：1）高精度單匝穿芯式傳感器2）全數(shù)字式、一體化的就地智能監(jiān)測單元FMU3）先進的硬件平臺技術(shù)4）真正意義上的分層分布式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)5）獨有的參考源測量技術(shù)6）良好的電磁兼容性7）有效的診斷分析功能8）優(yōu)化的系統(tǒng)設(shè)計9）全面的在線監(jiān)測系統(tǒng)解決方案10）良好的運行經(jīng)驗3、主要測量參數(shù):設(shè)備名稱監(jiān)測參婁

5、測量范圍測量精度母線PT(FMU-U母線電壓35kV550kV±0.5%諧波電壓3、5、7、9次±2%系統(tǒng)頻率4555Hz±0.01Hz電容型設(shè)備(FMU-C末屏電流(100±30)%*正常值土1%介質(zhì)損耗-0.130%±0.2%等值電容(100±30)%*正常值土1%MO避雷器(FMU-M泄漏電流100dA10mA土1%阻性電流10dA10mA土1%電力變壓器(FMU-I)鐵芯接地電流1m410A±2%油氣總量通信02000ppm士10%變壓器油中溶解氣體及微水監(jiān)測單兀(FMU-GH21-5000科L/L士10%CO5-1

6、0000L/L士10%CH1-2000L/L士10%GH40.5-2000L/L士10%C2H210.5-2000L/L士10%GHs0.5-2000L/L士10%H2O2-100科L/L士10%現(xiàn)場環(huán)境(FMU-E污穢電流50aA50mA土1%環(huán)境溫度一-40C80C±0.5%環(huán)境濕度098%RH±2%斷路器狀態(tài)監(jiān)測單元(FMU-B)一次電流0.1In301n正常工作電流±1%短路開斷電流測量±6%斷路器動作錄波最大時間170ms±100科s儲能電機儲能計量精度士1s變電站數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)層變電站主控室以站端通信管理機為核心，必要的部分為站端基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

7、庫(SubstationDatabase：,SDB)、站端Web服務(wù)器和通信管理機。站端基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫將直接接受來自現(xiàn)場智能就地監(jiān)測單元的數(shù)據(jù)，經(jīng)過一定的計算和篩選得到有效數(shù)據(jù)后存入數(shù)據(jù)庫。站端Web服務(wù)器將可以實現(xiàn)在現(xiàn)場對站端數(shù)據(jù)庫進行管理、現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)監(jiān)視和遠程監(jiān)視及管理等功能。通信管理機用于對站內(nèi)監(jiān)測單元的通信控制、數(shù)據(jù)集成、規(guī)約處理，接受來自其他服務(wù)器的要求，并向合法用戶傳送數(shù)據(jù)。3、 主要功能：1)管理本變電站內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)，控制和協(xié)調(diào)站內(nèi)各監(jiān)測單元的工作狀態(tài)；2)就地通信，收集就地智能單元的監(jiān)測數(shù)據(jù)；3)遠程通信，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸給遠方系統(tǒng)；4)通信接口，RS-485/RS-232/CAN

8、/以太網(wǎng)等多種接口；5)對外通信均采用隔離?？膳c各種不同通信速率的智能設(shè)備進行數(shù)據(jù)通信;6)可支持IEC61850的數(shù)據(jù)通信；7）在線數(shù)據(jù)處理，對現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)的處理、分析，預(yù)警；8）基于WEB的數(shù)據(jù)曲線，數(shù)據(jù)列表，參數(shù)配置等功能。9）狀態(tài)指示，實時顯示各就地智能監(jiān)測單元的工作狀態(tài)；10）向下：對FMU進行數(shù)據(jù)采集、管理。根據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)主站命令，實現(xiàn)對FMU的遙控、遙調(diào)等操作；向上：將采集數(shù)據(jù)等上送主站；11）系統(tǒng)自身含時鐘芯片，定值、參數(shù)等掉電不丟失；12）當(dāng)供電電源故障時，CMU停止工作，工作參數(shù)不丟失，當(dāng)電源恢復(fù)時，系統(tǒng)自恢復(fù)到正常工作狀態(tài)13）具有穩(wěn)定可靠的運行機制，可實現(xiàn)雙機雙網(wǎng)冗余配置等；

9、四、遠程數(shù)據(jù)中心1、概述此中心將所有被監(jiān)測設(shè)備的數(shù)據(jù)及信息匯總起來，建立變電站高壓電氣設(shè)備遠程狀態(tài)監(jiān)測、數(shù)據(jù)分析及診斷和設(shè)備信息管理平臺，為高壓設(shè)備的運行維護和管理提供服務(wù)，也可為在線監(jiān)測技術(shù)數(shù)據(jù)積累、信息共享、診斷技術(shù)研究、狀態(tài)檢修決策提供支持。由HVM3000高壓設(shè)備狀態(tài)診斷與維修管理專家系統(tǒng)、通信設(shè)備設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備組成。HVM3000系統(tǒng)是搭建在高壓設(shè)備狀態(tài)檢修綜合數(shù)據(jù)平臺之上的一個應(yīng)用軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)的構(gòu)建全面引入了國家電網(wǎng)公司關(guān)于輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修試用規(guī)程等多項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，在充分考慮管理過程實用化的前提下，進行了管理流程的設(shè)計。本系統(tǒng)通過狀態(tài)檢修綜合平臺收集電力設(shè)備的狀態(tài)參數(shù)信息

10、，建立診斷用數(shù)據(jù)庫，對信息進行加工和處理，綜合應(yīng)用各種方法對設(shè)備可能潛在的故障進行推理分析，對設(shè)備狀態(tài)進行狀態(tài)評估，為選擇合理的檢修策略提供決策支持。本系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)功能，生產(chǎn)人員和管理人員可共享數(shù)據(jù)庫資源和診斷知識庫資源及診斷結(jié)果。系統(tǒng)的功能設(shè)計主要包含以下幾部分：高壓設(shè)備的故障診斷、狀態(tài)評價、風(fēng)險評估和檢修決策建議。在設(shè)備診斷中采用了以下的主要技術(shù)和方法：1）常規(guī)電氣設(shè)備絕緣診斷方法2）基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷方法3）基于援例推理診斷技術(shù)4）給予粗糙集方法的綜合診斷技術(shù)在此基礎(chǔ)上，本系統(tǒng)的設(shè)計和完善了一下的設(shè)備診斷與管理模塊：1）油浸設(shè)備診斷模塊：變壓器、電抗器的故障診斷2）充氣設(shè)備診斷模塊：

11、GIS及SF6的絕緣及結(jié)構(gòu)特性診斷3）互感器設(shè)備診斷模塊：電流互感器、CVT等設(shè)備的絕緣診斷4）其它設(shè)備診斷模塊：隔離開關(guān)、干式電抗器*、外絕緣、避雷器等設(shè)備的診斷5）診斷參數(shù)配置模塊：閾值管理與閾值自動生成等模塊6）預(yù)處理與預(yù)警模塊：能夠根據(jù)在線數(shù)據(jù)在站內(nèi)給出預(yù)警標(biāo)志，并觸發(fā)遠方診斷7）設(shè)備診斷工具：數(shù)理統(tǒng)計、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、援例推理等8）趨勢預(yù)測工具：選用數(shù)理統(tǒng)計、時間序列分析等方法給出設(shè)備相應(yīng)發(fā)展趨勢及其結(jié)論9）狀態(tài)評價模塊：根據(jù)離線、在線、帶電檢測及巡檢等信息給出設(shè)備綜合評價10）風(fēng)險評估模塊：從安全、成本、運行、可用率、社會聲譽和環(huán)保等角度，確定設(shè)備面臨的和其可能導(dǎo)致的風(fēng)險。11)檢修

12、決策模塊：按照維修性質(zhì)和涉及范圍，檢修分為四類：A、B、C類是停電檢修，D類是不停電檢修。根據(jù)最近一次設(shè)備狀態(tài)評價結(jié)果，考慮設(shè)備風(fēng)險評估因素，制定不同的檢修策略C2、系統(tǒng)架構(gòu)綜合展現(xiàn)發(fā)布設(shè)備管理試驗管理狀態(tài)診斷狀態(tài)評價風(fēng)險評估檢修決策信息建模數(shù)據(jù)整合數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)中心cis服務(wù)導(dǎo)入導(dǎo)出安全管理IEC104/XML耳赧肩藁晟率石一1變電站N3、系統(tǒng)特點變電站當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)集成平臺安裝在有在線監(jiān)測系統(tǒng)的變電站內(nèi)，實現(xiàn)變電站內(nèi)部全部在線監(jiān)測設(shè)備數(shù)據(jù)的匯總、當(dāng)?shù)毓芾?、簡單的就地信息顯示、設(shè)備在線監(jiān)測異常預(yù)警以及各種就地層設(shè)備信息遠傳的協(xié)議轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)建模。電網(wǎng)技術(shù)的快速發(fā)展，要求在電力系統(tǒng)中采用的各種計算機技術(shù)

13、必須滿足電網(wǎng)數(shù)字化技術(shù)和智能化電網(wǎng)發(fā)展的趨勢。狀態(tài)檢修技術(shù)在電力系統(tǒng)的推廣離不開信息技術(shù)的推進。由此，建立在監(jiān)測與信息化技術(shù)之上的高壓設(shè)備在線監(jiān)測平臺必須滿足變電站數(shù)字化與信息化發(fā)展的要求。為此，變電站當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)集成平臺的設(shè)計遵循IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，遠方綜合平臺遵循IEC61970&61968等多種國際技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，保證了系統(tǒng)設(shè)計的先進性。1)變電站當(dāng)?shù)財?shù)據(jù)集成平臺部分特點：(1)采用工業(yè)級、高性能32位ARM9處理芯片，嵌入式實時操作系統(tǒng)，專業(yè)處理數(shù)據(jù)的采集與傳輸，具有極高的運行效率，同時，能夠有效的防止病毒入侵，保證系統(tǒng)的可靠運行；(2)支持各種類型規(guī)約的信息采集，規(guī)約以動態(tài)庫的方式動態(tài)加載運行，能夠廣泛適應(yīng)各類監(jiān)測單元的信息采集；(3)支持各類規(guī)約之間的相互轉(zhuǎn)換，很好的支持了當(dāng)?shù)睾笈_或者是遠方綜合數(shù)據(jù)平臺以統(tǒng)一的方式獲取監(jiān)測單元數(shù)據(jù)；(4)支持多條路徑的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)，可以同時向當(dāng)?shù)睾笈_和遠方綜合數(shù)據(jù)平臺提供數(shù)據(jù)，還支持其它應(yīng)用獲取數(shù)據(jù)；(5)對外支持IEC61850的數(shù)據(jù)通信。2)遠方綜合數(shù)據(jù)平臺特點：(1)基于CIM統(tǒng)一建模，將從變電站采集的數(shù)據(jù)按照標(biāo)準(zhǔn)模型的存儲，真正意義上實現(xiàn)了設(shè)備狀態(tài)信息的