智能变电站在线监测
智能变电站中在线监测关键技术分析
传 感 器 输 出功 能 而得 ，同时 ，为 了使 得尽 量 简化 相 关 的 Ｇ Ｉ Ｓ微水 在 线 监 测单 元 ， 还应 该 尽 可 能地 直 接 接 入相 应 间
断 路 器 在 线 监 测 的 两 方 面 。在 此 智 能 变 电 站 中 ， 对 于主 回
气 体 的 在 线 监 测 来 实 现 ，这在 其 他 的 实 际应 用 过 程 中 十
分常见 ， 英 雌 检 测 范 围应 用 也 非 常广 ， 这 其 中 的原 理 就是 气 相 色 谱 原 理 。为 了使 主 变 油 中 溶 解 气 体 在 线 监测 功 能 得 以实 现 ， 变 电站 系统 在 利 用 此 原 理 的基 础转 化 功 能 ，即 能 够 实现 转 化 为 标 准 的 ４ ｍＡ 一 ２ ０ ｍ Ａ 电信 号 。与 此 同 时 ， 传 感 器 接 入相 关 的主 变 本 体智 能 组 件也 非 常 容 易实 现 。
关于多种在 线设备且 基于 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准 的在 线 监 测统 一模 型 还不 太 完 善 ，有 些 在 线 设 备 的检 测 模 型 还 不 能应用相关的 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准 ， 而有 的在 线 设 备 已经 存 在 建立好 的 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准模 型 ， 我 们 对 于 单 种 设 备 的 在 线 监测来说 ， 应 该 能 够 对 前 端 数据 进行 一 定 处 理 ， 规 定并 统
络 化 都 是 较 为 关 键 的 问 题 。关 于 变 电 站 一 次 设 备 在 线 监 测 相 关 技 术 标 准 还 不 完 善 ，这 里 提 供 组 建 在 线 监 测 网 络
智能变电站在线监测系统
２ ． １ ３ 对局部放 电的在线监测 。变压器局部放 电是反映高压 电气 变 电站在线监测 系统实现 了信 息共享平 台化 、 系统 框架网络 设备状态 的一个重要标志。因为很多故障均产生局部放电。局部 化、 设 备状态 可视 化 、 监 测 目标全景化 、 全站 信息数字化 、 通 讯协 放电最能有效反映变压器内部的绝缘 状况 ， 在 线监测变压器 内部 议标准化 、 监测功 能构件化 、 信息展现一体化 ， 实时采集站 内设备 局部放电信号 能及时反映其绝缘状况和发展趋势。 的状态数据 ， 进行综合 的诊断分析和全寿命评估 。一方面 ， 变 电站 局部放 电是针对变压器 中的超 高频信号 和检测来 表征局放 在线监测系统 内部是一个 相对独立的 内部互联配变设备 网络 ， 另 电电的状态及特性 。局部放 电过程 中产 生的电脉冲 、 电磁辐射 、 超 方面又是远方主站的一个节点 ， 向 主站 发送 变 电 站 内部 设 备 的 声波 、 光 以及一些新的生成物 ， 并 引起局部过热。超高频 （ Ｕ Ｈ Ｆ ） 方 监测诊断系统和 自身状态信息。 法 是 目前 最有 效 的检 测 方 法 。
２ 变 电站 主 要设 备 的在 线 监 测 ２ ． １ 变压 器智 能 监 测模 块 电力 变 压 器 是 变 电站 最 主要 的设 备 ， 所 以对 其 的 监 测 是 变 电 站监 测 系 统 最 为 关 键 的 一 环 。此模 块 对 变 压 器 进 行全 面监 测 及 质 量评估 。
构储 能时问结合采集的电流互感 器二 次电流波形 ， 经断路器在线 监测终端 进行综合计算 ， 得出断路器动作 的分 、 合闸时间 、 速度， 开断 故障电流及运行 电流状况 ， 及机构储 能状态等 ， 全站 设备状 态监测系统平 台分析评估断路器的运行状态和触 头磨损度 。 ２ － ３ Ｓ Ｆ ６气体密度及微水在线监测 ２ ． １ ． １ 简述。通过 对反 映变 压器实时状况 的状态参数 （ 油 中溶解 Ｓ Ｆ ６气 体密度 及微水 在线监 测系统 主要 用于实 时路器 、 Ｇ Ｉ Ｓ 气体 、 局部放 电 、 套 管介质损耗及 电容量 、 铁芯接地 电流 、 油 中微 设备 、 变压 器等 内部 的 Ｓ Ｆ ６气体 的微 水 、 压力 、 密度 、 温度及其 变 水、 油 中温度 等 ） 的进 行实 时监测 ， 对 变压器 的绝缘 状况做 出分 化趋势 。当 Ｓ Ｆ ６气体相关指标出现变化 时， 给出变化 曲线 ； 指标达
智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术分析
智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术分析随着智能电网建设的不断推进和电力设备的更新换代，智能变电站已经成为电力系统中的重要组成部分。
在智能变电站中，继电保护系统是电力系统的重要安全保障装置，其性能和可靠性直接影响到电力系统的安全稳定运行。
而继电保护系统中的二次回路在线监测与故障诊断技术，更是保障系统安全和稳定运行的重要环节。
1. 二次回路在线监测概述智能变电站继电保护系统中的二次回路在线监测技术，是指对继电保护系统中的二次回路进行实时监测和检测，以实现对继电保护系统的状态和性能进行全面监控和分析。
通过对二次回路的在线监测，可以及时发现继电保护装置的异常情况，保证继电保护系统的可靠性和稳定性。
2. 二次回路故障诊断技术的技术手段在智能变电站中，二次回路故障诊断技术主要通过传感器和故障诊断装置实现。
传感器可以对二次回路的电流、电压等参数进行实时监测，故障诊断装置可以根据传感器采集的数据进行故障诊断和分析，从而实现对继电保护系统的二次回路故障的准确诊断和快速排除。
3. 二次回路故障诊断技术的应用意义通过二次回路故障诊断技术，可以准确诊断和排除继电保护装置的二次回路故障，保证继电保护系统的正常运行，提高继电保护系统的可靠性和稳定性，保障电力系统的安全运行。
1. 智能化技术的应用随着智能化技术的不断发展，智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术也将不断应用智能化技术，实现对继电保护系统的全面智能监控和管理。
2. 数据分析与处理的优化在智能变电站中，数据分析与处理的优化将成为二次回路在线监测与故障诊断技术的重要发展方向，通过对传感器采集的数据进行深度分析和处理，实现对继电保护系统状态和性能的全面监测与分析。
3. 传感器技术的进步传感器技术的不断进步将为二次回路在线监测与故障诊断技术的应用提供更加强大的支持，实现对继电保护系统二次回路的更加准确和精准的监测和检测。
智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术是保障电力系统安全运行的重要技术手段，其发展趋势将不断向着智能化、数据分析与处理的优化和传感器技术的进步方向发展。
110kV智能变电站在线监测系统技术方案 (3)
目录（七）设备清单(建议配置，具体数量根据变电站实际情况确定)................................................2、电话支持服务 ...............................................................................................................................（一）概述电网安全运行是电力企业的首要任务，是建设和谐社会的基本保障。
随着智能电网工作全面展开，基于IEC61850的数字化变电站逐渐投入使用，在自动化领域，技术水平已经达到了国际水平。
但是对于非电气参数的监测手段仍然处于正在发展阶段。
目前，为电力系统状态检修提供数据的设备的监测项目分别进入到了电力的安全生产管理中。
以至于出现了一种监控“孤岛”现象，在电力系统主控室里摆满了各种计算机和服务器来监测：避雷器在线监测、SF6在线监测、高压接点测温监测、智能接地线管理、智能安全工器具柜管理、电缆温度在线监测、环境在线监测、图像监控、门禁系统等。
这种情况不仅浪费了空间资源和计算机资源，同时也增加了值班人员的工作量。
必须在不同的计算机之间进行大量的操作。
我公司在深刻的学习了国家电网公司SG186工程“建立一个信息平台”的理念之后，为了解决电力系统非电量监测的“孤岛”现象，研发了“智能变电站安全预警系统”。
该系统通过强大的数据库和计算机处理技术，能够将电力系统目前需要监测的各种设备参数通过一个共享的信息平台进行显示和处理，并可随时进行WEB浏览和数据共享，为电力系统状态检修提供一个可靠的数据监测信息平台。
（二）系统特点本系统中心思想，是把现有调度主站的功能与其它功能分开，让调度员专心进行调度工作。
将除综自以外的所有监测信息通过智能变电站安全预警终端进行整合并上传至YJ3000预警监控平台。
智能变电站在线监测系统
智能变电站在线监测系统在智能变电站监测系统的建设中，在线监测系统把各种监测设备联系到一起，在电网的安全建设与正常运行中起着重要作用。
文章主要对电网的智能监测系统进行了介绍，通过对变电所的前端信号采集与处理系统，网络传输系统和监控中心系统等三部分的设计，把系统从信号采集与处理经由信号传输到最后的监测与控制进行了介绍，阐明了智能变电站的工作方式。
最后对在线监测系统与周围环境之间的相容性进行了介绍，保证了智能变电站在线监测系统的正常运行。
标签：智能变电站；输变电设备；在线监测系统引言最近几年，电力系统的管理体制改革逐步加深，相应的自动化技术也在飞速的发展。
而伴随着自动化技术的发展，智能化又被提上了日程，现在智能监控技术正逐步渗透到各个岗位，但是现在智能化的程度不高，对于一些部位的检测难以达到准确、准时的效果，而各种相应信息难以快速准确的递达监测人员与部门领导。
为了直观、及时的了解和掌握各变电所安全情况，并对于发生的紧急情况作出应急处理方案，智能检测系统的建立和完善十分重要[1]。
现在智能变电站的研究与物联网的研究已经成为各个国家关注的焦点。
智能变电站监测系统的最大特点在于对电力流、信息流和业务流三方面实现了高度一体化建设[2]。
智能变电站的一个重要的核心是信息的无损采集、流畅传输和有序应用，这也是物联网所具有的优势，由此可见把二者结合到一起具有很高的工程价值和科学意义[3]。
文章拟将信息通信、基础设施资源的建设和通信资源的建设有效地结合到一起，使这些资源可以更好地为整个变电站系统服务。
1 系统总体设计1.1 智能监测系统结构整个智能变电站在线监测系统可分成三个部分：前端系统，网络传输系统和监控中心系统。
前端系统是指智能变电站在线监测系统对监控区域的图像采集，并对他们进行相应的处理，它采用的是传统的模拟信号处理方式。
工作过程是将前端摄像头采集到的信号经由模拟线缆接入到视频编码服务器中，再由视频编码服务器对相应的模拟信号进行编码和压缩，最后通过网络传输系统将压缩后的信号传往监控中心[4]。
石嘴山220kV智能变电站一次设备在线监测新技术应用
石嘴山220kV智能变电站一次设备在线监测新技术应用一、概括智能化变电站是由智能化高压一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。
一次设备的在线监测在智能化变电站中，可以有效地获取电网运行状态数据、各种智能电子装置IED的故障和动作信息及信号回路状态。
智能化变电站中将几乎不再存在未被监视的功能单元，在设备状态特征量的采集上没有盲区。
通过对设备进行广泛的在线监测与评估，设备检修策略可以从常规变电站设备的“定期检修”变成“状态检修”，使得设备检修更加科学可行，既能保证电气设备的安全可靠运行，又可获得最大的经济效益和社会效益。
石嘴山220kV智能变电站涉及主变油色谱在线监测（含微水）、主变油温监测、主变铁芯接地监测、主变套管监测、主变油箱气体压力监测；220kV GIS设备SF6气体微水、压力（气体密度）监测、断路器状态监测；110kV GIS设备SF6气体微水、压力（气体密度）监测、断路器状态监测；全站避雷器状态监测。
图1 石嘴山220kV智能变电站设备在线状态监测一次接线图二、智能高压设备的组成及原理图2 智能高压开关设备的原理模型一次设备智能化是指使电力系统一次设备具有准确的感知功能，正确的思维判断功能，有效的执行功能以及能与其他设备交换信息的双向通讯功能，能自动适应电网、环境及控制要求的变化，始终处于最佳运行工况的方法以及由此形成的装置设备。
智能高压设备由高压设备和智能组件组成。
高压设备与智能组件之间通过状态感知元件（传感器或其一部分）和指令执行元件（控制单元或其一部分）组成一个有机整体。
三者之间可类比为“身体”、“大脑”和“神经”的关系，即高压设备本体是“身体”，智能组件是“大脑”，状态感知元件和指令执行元件是“神经”。
三者合为一体就是智能设备，或称高压设备智能化。
智能设备是智能电网的基本元件。
三、石嘴山220kV智能化变电站在线监测设备的构成图3 石嘴山220kV智能变电站设备在线状态监测构成图1、电子式互感器：（1）与常规互感器相比，电子式互感器具有绝缘简单、体积小、重量轻的特点，CT无磁饱和，允许开路，PT无谐振现象，数字量输出等特点。
变电站直流系统智能在线监测系统
变电站直流系统智能在线监测系统摘要：直流电源远程监控系统可以实现变电站在运行过程中对蓄电池组的运行状态及影响变电站安全运行的因素实时在线监控，使变电站直流系统实现"可控"、"在控"。
对蓄电池组进行远程核对性容量试验、在线测试单体蓄电池的性能参数、远程切换直流母线状态、充电机均充/浮充转换、设置充电机参数等。
远程实现需要耗费大量人力物力并且现场人工操作才能完成的工作，大大减轻维护人员的工作量，并且最大限度减少人工现场所带来的误操作，给系统安全运行提供有利保证。
基于此，直流电源远程监控系统的应用势在必行。
本文主要针对直流电源远程监控系统的实际应用展开论述。
关键词：直流电源系统嵌入式计算机实时以太网远程监控引言直流系统是是变电站的重要组成部分。
变电站直流系统主要是为了保证电力系统运行的稳定性和安全性。
直流系统主要为了保障自动装置、信号装置、开关控制、事故照明、系统监等。
作为独立操作电源的直流系统，不受一次设备电力使用的影响，若外部交流电突然中断，其后备电源——蓄电池也会继续供电，保证供电的持续稳定。
直流系统主要由电池屏和直流屏（直流充电屏）构成。
直流屏主要是由机柜、整流模块、降压单元、监控模块、电池巡检单元、绝缘监测单元、开关量检测单元和一系列的交流输入、直流输出等配电单元。
直流系统的可靠性、安全性直接影响到变电站的可靠安全[1]。
直流系统是变电站二次设备的生命线，直流系统故障直接影响到电网稳定和设备安全。
装设直流设备在线状态检测系统后，可以适时监控直流系统的运行参数，及时发现事故隐患，实现前瞻式管理，确保后备电源系统可靠、安全、高效运行，并且可以减少人工检测因误操作可能引起的设备。
损害直流设备在线状态检测系统的应用，将是未来直流设备的发展趋势，将大幅度提高直流设备的管理和维护和运行水平。
1直流电源远程监控系统的构成及原理直流电源远程监控系统由电压采集模块、内阻均衡模块、开关量采集模块、放电负载、监控终端装置、服务器软件、系统监控软件组成。
智能变电站二次在线监测系统及关键技术
智能变电站二次在线监测系统及关键技术摘要：近年来，随着社会生产与运行模式的转变，以及科学技术的不断发展，我国电力系统正处于智能化、信息化建设阶段中，逐渐构建起体系化的智能电网。
其中，在智能变电站环节中，则通过构建二次在线监测系统从而优化整体系统的运行效率与运行稳定性，并实现了根据系统各配置设备运行情况来实时调整、更换电力系统的运行模式，其重要性不言而喻。
而本文也对智能变电站的二次在线监测系统与终端技术开展深入分析。
关键词：智能变电站；二次在线监测系统；关键技术上述提及，虽然智能变电站与二次在线监测系统的构建具有极高的应用价值，是智能电网的重要构成部分之一。
但是这一系统的构建不但具有较高的设计难度系数，还需要集成、应用大量的关键技术，这也进一步提高了系统的维护难度，并出现一系列问题。
针对于此，为进一步提高智能变电站二次在线监测系统的运行稳定性与可靠性，本文则选以系统框架设计与各项关键技术应用现状为切入点，开展以下分析。
一、智能变电站二次在线监测系统主体框架结构的设计（一）系统运行原理分析首先，在智能变电站二次在线监测系统运行过程中，主要的运行原理为：系统根据智能变电站与电力系统的设备运行环境状况、服务器状态、保护状态、测控状态、通信设备在线状态等各项具体的情况而综合评估整体系统的实际运行状况，并在其基础上对各类潜在运行故障问题加以诊断与预防、适当调整各类配套电气设备、通信设备的运行模式与运行效率，最后在人机界面中提交系统运行状况、评论结论与操作建议，将电力系统与智能变电站的运行模式、运行效率调节至适当、合理的区间范围内，提高电力系统的稳定性与输电质量。
而值得注意的是，在智能变电站二次在线监测系统运行过程中，也会对整体系统与各配置设备的运行状况、运行过程中参数变化幅度加以汇总整理、记录保存。
（二）系统主体框架设计要点首先，在智能变电站二次在线监测系统主体框架结构设计阶段中，需要借助于智能变电站中所配置的大量的传感器设备对电力系统中各配置设备的实际运行参数加以数据采集与分析作业，随后通过将设备的实时运行参数与以往运行参数加以对照分析，根据对照结果提出相应的评论结论和操作建议。
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一、 智能变电站在线监测的背景意义
1.1 智能变电站在线监测的背景
据国外变电站的统计发现，高压电力设备的事故率比低压来的 更高，如德国的统计。
1980-93德国产设备的事故率（每年、每100
设备名称 断路器
有载分接开关 隔离开关 接地刀闸 变压器 PT CT 组合互感器 避雷器
110kV
监测系统间隔层
过程层
RS485/CAN
变压 器监 测单
元
断路器 GIS监 测单元
光缆/电线/无线
容性设 备及避 雷器监
测单元
油 温 传 感 器
油 位 传 感 器
局 放 传 感 器
油 色 谱 传 感 器
接
气气
地
位体体
电
移密压
流
传度力
传
感传传
感
器感感
器智能变电站在器线监测器
温 度 传 感 器
容泄 性漏 电电 流流 传传 感感 器器
3.1.1.变压器监测监测单元
⑦⑧
⑨
② ④⑤⑥
③⑦
10
11
①
⑦
智能变电站在线监测
1－局部放电 2－油中气体 3－油中水分 4—套管绝缘性能 5－铁芯接地电流 6－运行电压/电流 7－油温及环温 8－绕阻热点温度 9－有载调压开关 10- 冷却器状态 11- 绕组变形
2.2 智能化设计优化完善建议
智能变电站在线监测
2. 局部放电监测单元
• 局部放电监测单元是利用超声传感器将局部放电信号转换 成电信号，并经现场处理单元的A/D转换等，最终以数字 信号的形式通过CAN总线发送到局部放电IED进行处理。
远动终端 一体化信息平台
主IED 一体化接口机 网络打印机
IEC61850
变压器局部放 电IED
SF6气体、微水 IED
容性设备（含 避雷器）IED
GIS局部放电 IED
断路器机械特 性IED
开关柜温度IED
物联网通信
变压器局部放电监测终端 SF6气体、微水监测终端 容性设备（含避雷器）监
测终端 GIS局部放电监测终端
智能主变压智器能功变电能站在结线监构测示意图
1. 油色谱监测单元
油色谱在线监测装置利用气相色谱原理，在线监测充油变压器油中溶 解的故障气体的含量和变化趋势。油色谱在线监测单元一般由油气分离 装置、混合气体分离检测装置和数据现场处理单元组成。
油气分离装置与变压器之间通过一根取油管，一根回油管相连，用自 动控制油循环的方法循环取油。采用真空脱气的方式，利用真空将油样 中溶解的特征气体分离开来。
间隔层由保护、测控、计量、录波、相量测量等若干个二次 子系统组成，在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔
层设备的就地监控功能。
变压器油IED
变压器油监测终端
过程层由互感器、 合并单元、智能终端等 构成，完成与一次设备 相关的功能，包括实时 运行电气量的采集、设 备运行状态的监测、控
制命令的执行等。
国内的统计也相似，断路器的事故率最高，但引起的 非计划停运时间却以变压器最高。
变压器、断路器、架空线路非计划停运情况
项目
架空线 路
变压器 断路器
220kV 次数 时间 224 1.64 176 6.74 1068 1.98
330kV 次数 时间 12 8.20 12 1.63 18 0.59
500kV 次数 时间 16 2.55 15 36.27 28 0.67
SF6气体
元
可 IED
监
现场处理单 元
测 多
断路器IED
个
现
现场处理单 场 容性设备
元
监 IED
测
现场处理单 单 MOA监测
元
元 IED
智能设备
主IED
IEC61850
过程层（智能终端）
智能变间电隔站在层线监（测IED） 站控层（主IED）
三、 系统分层介绍
3.1 过程层
系统过程层包括变电站高压设备、传感器和现场处理单元。 根据变电站内部电气设备的不同，监测系统的过程层可分为变 压器监测终端、断路器GIS监测终端以及容性设备和避雷器监 测终端三个部分。
保测控计检 护量制量测 单智能变单电站单在线单监测 单 元元元元元
智能设备
二、变电站在线监测与故障诊断系统介绍
站控层由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子 站和其他各种功能站构成，提供站内运行的人机联系界面，实现
管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站监控、管理中心， 并与远方监控/调度中心通信。
智能变电站在线监测
ห้องสมุดไป่ตู้.3 智能变电站及智能设备的构成
智能设备：一次设备+智能组件
智能组件：简单讲是原来二次设备的统称，其功能由1～5个功能
单元完成。智能组件的表现形式可以是：测控装置、保护装置、
测控保护装置、状态监测装置、智能终端、MU等，也可以是几个
装置的集合，如：GIS汇控柜、屏柜等。智能组件的概念是灵活的
可以只完成一个功能，比如测控，这时其就是一个测控装置；可
以完成保护与测控功能，这时就是一个四合一装置。它可以外置，
符合现有设备的状况，也可以内嵌于高压设备，这时就是一个智
能一次设备的概念。 目前设备组成
过渡阶段
未来设备
高压设备 保测控计检 护量制量测 单单单单单 元元元元元
高压设备 （监测单元
可内置）
断路器机械特性监测终端
开关柜温度监测终端
智能站 站变站电站在线监测 站 站 站
站站站
局部放电监 测传感器
油色谱监测 传感器
SF6气体监 测传感器
断路器机械 特性监测传 感器
容性设备监 测传感器
MOA监测 传感器
现场处理单 一 局部放电
元
个 IED
断
现场处理单 元
路 器
油色谱IED
IE
现场处理单
D 应
这些促使各国更加重视从多方面解决，如：设计制造、 运行、维护、试验、检修等。
智能变电站在线监测
智能变电站在线监测
智能变电站在线监测
1.2 智能变电站在线监测的意义
• 智能变电站在线监测系统旨在为智能化变电站提供一种可 靠、安全的在线监测、故障诊断与设备维护手段，实时了 解变电设备的运行状况及故障信息，确保设备安全稳定的 运行。本系统的设计能对变电设备进行全程科学的、智能 的状态在线监测，并将运行信息汇总到站控层控制中心， 可为变电站节省大量的人力和财力。系统的设计符合国家 电网对智能电网、智能变电站的建设、改造要求，能有效 推动国网计划的实施。
220kV
0.238
1.179
0.167
—
0.043
0.089
0.029
0.046
0.365
1.537
0.035
0.068
0.020
0.047
0.049
0.116
0.149 智能变电站在线监0测.329
380kV 2.359
— 0.156 0.027 2.069 0.113 0.147 0.095 0.391