变电设备状态监测系统设计方案

摘要：电能与人们生活息息相关，紧密相连。随着我国电网的快速发展，传统的变电检修已不能适应发展的需要，创新变电检修方式，建设变电设备状态监测系统，提高变电设备运行监测的智能化、自动化已经成为电力企业的一项核心任务。本文主要对国内变电设备监测系统现状进行了分析，对变电设备状态监测系统设计方案提出了几点思考。

关键词：变电设备；监测；设计方案

变电设备是电力线系统的重要组成部分，变电设备运行状况在一定程度上关系着电力系统供电稳定性、安全性。变电设备在运行过程中由于经常受到电、机械和热的影响，长期工作不可避免的导致设备老化、磨损等现状，进而造成设备可靠性下降，对电力系统运行的安全性、可靠性带来极大的安全隐患。因此，做好变电设备监测，对设备运行状态实行实时监测，探讨变电设备监测系统新技术就显得尤为重要和紧迫了。笔者结合实际经验，对变电设备状态监测系统设计提出了几点思考。抛砖引玉，以期为电力企业长足发展进上绵薄之力。 1国内变电设备监测系统现状

当前国内的变电设备监测工作仍然遵循《电气设备预防性试验规程》进行预防性试验，并结合试验结果判断设备运行情况，明确其能否继续投入运行。预防性试验在很长的时期内保证了国家电力系统的安全性，但是我国工业规模不断增加，电力系统开始呈现大容量化、高电压化和结构复杂化，工农业发展以及用电部门重要性越来越高，传统的预防性试验方式不再满足对电力系统安全可靠性指标的要求。

1.1离线试验

传统的预防性试验需要停电进行，对工业生产与正常生活会造成不利影响，并且一些情况下，系统运行要求设备不能断电，设备长期不接受预防性试验，不能及时诊断设备存在的故障。 1.2试验周期长

预防性试验通常都是一年进行一次，对于一些周期很短的隐患可能在两次试验之间发展为事故。 1.3试验工作量集中

通常预防性试验都在春季进行，短时间内需要进行很多设备的多种试验项目，劳动强度大，任务集中，影响了试验工作质量。 1.4诊断有效性有待商榷

预防性试验的实验电压通常都低于10kV，但是系统的工作电压越来越高，试验电压和工作电压之间差别不容忽视，很多一般性缺陷难以发现，并且现场干扰对结果有效性也造成了一定的不利影响。这种情况说明，传统的预防性试验方式已经满意满足变电站设备状态检测的要求，为了提高供电安全性稳定性，降低事故率，需要一种更加先进的检测方式，基于状态检修的变电站设备监测系统就是这样一种优秀的变电设备运行监测技术。 2变电设备状态监测系统设计方案 2.1系统结构

输变电设备状态监测系统结构图如图2所示，状态监测系统结构为分层分布式，由传感器、状态监测装置和状态监测后台三部分组成。每个状态监测单元与状态监测后台间的通信采用国际IEC61850标准在我国转化后的DL/T860电力行业

标准。状态监测后台具有数据采集与存储、故障诊断、故障报警等各种监测功能。 2.2传感器

传感器可对高压一次设备的运行状态进行感知，一般安放在高压一次设备内部或外部。很多传感器均可看作高压一次设备本体的一部分，主要用于将高压一次设备的某一状态参量转变为可采集的信号。输电线路状态监测常用的传感器有覆冰监测传感器、风偏传感器、微气象传感器、倾角传感器等。变电设备状态监测常用的传感器有：温度传感器、湿度传感器、局部放电传感器、SF6微水传感器、SF6气体密度传感器、避雷器监测传感器等。

传感器是构建状态监测系统的关键要素，整个系统监测的精准度由其性能直接决定，是整个系统的基石。传感器按照安装在一次设备不同位置分为外置式和内置式。外置式传感器一般与被监测设备是分体的，不与设备有结构上或电气上的直接连接。内置式传感器一般直接安装于被监测设备本体，需要改变设备的原有机械结构。外置式传感器使用安全方便，被监测设备的原有性能不受影响，某些传感器还可以重复使用，优点较为明显。目前内置式传感器在安全性、稳定性以及使用寿命等方面存在一定问题，在实际应用中需要谨慎对待，一般的原则是不能因为植入传感器而使被监测设备的可靠性降低。 2.3状态监测装置

状态监测装置接收由在线监测传感器采集的与被监测设备相关的数据，并对采集到的数据进行加工处理，进而实现与状态监测后台中的站端监测单元进行标准化数据通信，标准化数据通信是以DL/T860为标准的接口模型和数据模型。 状态监测装置不仅是输变电设备状态监测系统的关键部分，同时也是智能一次设备的重要组件，是一次设备状态可视化的载体，是状态监测系统实现智能化的核心装置。状态监测装置一般布置在现场的智能控制柜内，通过光缆与站端监测单元交换机连接，通过通信电缆与传感器连接。

状态监测装置的作用是以传统通信协议与传感器进行通信，获取原始测量数据，然后按照DL/T860的数据模型将数据标准化，再通过标准的DL/T860服务接口ACSI与状态监测后台进行通信，将数据上传并且执行状态监测后台下达的各类指令。其功能是采集被监测设备的数据，具有现场缓存、初步分析、预警、以及转发等功能。

2.4状态监测后台

状态监测后台以某个变电站或某条线路为对象，负责所辖区域内所有状态监测装置的管理和全部监测数据的分析。状态监测后台可实现多种功能：状态监测数据的整合与分析、状态监测装置的管理、与主站系统进行标准化通信、与其他系统接口、提供人机界面等。状态监测后台是状态监测数据的中心，待上传的监测数据都要向后台提供标准化的DL/T860接口及模型，现场的历史数据也可由后台系统以标准化的接口获取。后台还需将这些数据上传至主站系统的状态评价中心，为设备的状态评价提供基础数据，这些数据需符合PMS数据模型。因此状态监测后台要能同时兼容DL/T860与PMS的数据模型。

状态监测后台是输变电设备状态监测系统中的重要一环，系统所有的功能均集中于此，整个系统功能的实现与后台的功能和性能密切相关。由于以往在线监测系统没有统一的规范，对状态监测后台的功能和实现形式也没有统一的要求，因此不同产家所采用的软硬件以及所提供的功能等也有较大差异。状态监测后台系统如何满足智能输变电设备对在线监测系统的各方面要求，有待进一步研究。 2.5系统接口设计

（1）输变电设备状态监测系统传感器至状态监测装置的通信采用DL/T860标准。网络通道采用总线或无线方式。（2）输变电设备状态监测系统状态监测装置至状态监测后台的通信采用DL/T860标准。网络通道采用以太网。（3）输变电设备状态监测系统状态监测后台至状态监测主站系统的通信采用DL/T860标准。网络通道采用电力信息网。 3结束语

我国工业水平与经济实力不断增强，对电力运行的安全性、可靠性要求越来越高，传统的变电设备检测方式难以满足高级别用电客户对供电稳定性的要求，需要借助完整的基于状态的变电设备监测系统来实现设备健康状态的评估与故障处理。

参考文献：

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