综合在线监测系统技术方案设计可行性研究报告Word格式.docx

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✧Q/GDW240-2008《输变电设备在线监测系统技术导则》

✧GB1208电流互感器

✧GB311.1高压输变电设备的绝缘配合

✧GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准

✧GB/T4109高压套管技术条件

✧DL727互感器运行检修导则

✧GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准

✧GB/T11022高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

✧GB11032－2000交流无间隙金属氧化物避雷器

✧DL/T727-2000互感器运行检修导则

✧DL/T486-1996交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件

✧DL/T804－2002交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则

✧DL/T402高压交流断路器订货技术条件

✧DL/T593高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求

✧国家电网公司[2008]269号《输变电设备状态检修管理规定》

✧国家电网公司《110（66）kV～500kV互感器检修规范》

✧国家电网公司《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》

✧国家电网公司[2006]512号《变电站运行管理规范》

✧国家电网公司电力安全工作规程（试行）及编制说明

✧国家电网公司《交流高压断路器检修规范》

✧国家电网公司《交流高压隔离开关检修规范》

1.2工程现状

1.2.1江西电网在线监测概况

近年来在推广状态检修的大背景下，国内的输变电设备在线监测技术发展势头有增无减，无论是在线监测应用的规模还是在线监测技术水平，与国外相比都不逊色，但目前江西省电网变电设备在线监测系统主要还是以单一监测类型为主，没有形成统一的站级状态监测系统，具体情况如下：

1）主变油色谱监测

江西省电力公司从2002年前后开始摸索主变油色谱在线监测装置的使用，到目前为止陆续已经安装了36套主变油色谱在线监测装置。

2）开关柜红外在线温度监测

在2009年底江西省电力公司开始摸索使用开关柜红外在线测温装置。

上饶供电公司110kV城中变电站在901、902开关柜安装了在线测温装置，110kV鸡头山变电站在8台高负荷开关柜内安装了在线测温装置，景德镇供电公司的110kV银坑坞变电站安装了在线测温装置，宜春供电公司的110kV东山变电站中安装使用10kV开关柜红外在线测温装置，

3）SF6在线监测

江西省电力公司从2002年前后开始摸索SF6在线监测装置的使用，到目前为止陆续已经安装了11套主变油色谱在线监测装置，用于开关SF6气体密度、压力、温度在线监测。

4）避雷器绝缘在线监测

江西省电力公司从2002年前后开始摸索避雷器绝缘在线监测装置的使用，到目前为止陆续已经安装了45套主变油色谱在线监测装置。

从上述现状可以看到，由于目前各变电站设备在线监测以单一监测类型为主，造成变电站在线监测装置往往出现以下情况：

1）多厂家并存，导致各类型监测质量良莠不齐

各厂家的监测装置生产工艺水平往往有较大差异，引用的标准及技术也各不相同，各厂家在内部通讯方面也经常出现问题，并存在相互干扰问题。

2）重复投资，加大成本

各厂家的监测后台系统往往都是相互独立的，每一个监测类型就需要采购、安装一个独立的后台监控系统，资源没有得到有效的整合，存在巨大的资源浪费现象。

3）对数据的有效性维护工作量巨大

各厂家系统过多，不利于标准化、规范化，安装调试都很繁琐，费工费时，检修维护很不方便，一旦有故障，必须由不同生产厂家来处理，造成成本过高，投资过大，不经济实用。

1.2.2艾湖变在线监测概况

艾湖220kV变电站除安装有避雷器动作次数及泄漏电流表外（不具备数据远传功能），其它设备未安装在线监测装置。

1.2.3项目必要性

江西省电力公司变电设备在线监测工作开展较早，但资金投入有限，且较为分散，没有形成集输变电设备一体化的在线监测系统，电气、油气测试分析与可视监测系统也未能进行整合，难以适应全面开展设备状态检修和智能化状态评价工作的需要，主要问题在于缺乏统一的在线监测平台，没有形成完整、系统的在线监测系统，缺乏有效的管理，现有在线监测装置难以得到有效的维护、应用，不能及时补充完善各类有效的在线监测装置。

为此，需要在国家电网公司试点单位的经验基础上，结合江西电网特点和电力公司输变电设备具体情况和发展规划，抓紧建设站级设备状态监测系统，切实发挥其作用，为全面实施设备状态检修和全寿命周期管理奠定基础。

艾湖变投运于2004年9月，至今已运行8.5年，2012年设备定期评价达到注意状态的设备情况如下：

1）#1主变本体调压开关已到检修年限（生产日期：

2003-12-01，投运时间：

2004-09-08，厂家ABB，调档次数19323次）。

2）220kV昌艾线212断路器A相断路器有轻微漏气（年漏气量不超过1%）。

3）110kV艾高线1172隔离开关分合闸不到位，存在卡涩现象早期GW4型隔离开关，隔离开关传动部分固定不合理。

4）220kV昌艾线212断路器，#1主变220kV侧201断路器，型号HPL245B1，投运日期2004-09-08，生产厂家：

北京ABB高压开关设备有限公司，配C3-A30型时间继电器，按照省公司要求列为隐患变压器。

因此，有必要对#1主变及其相关联主设备加装在线监测装置，实时掌握其运行状态。

1.3预期目标

通过建设变电站级设备状态监测系统，增强前端装置的智能化程度和后台系统的处理分析能力，实现系统中间接入和存储环节的轻量化和简约化，方便上层应用对数据的使用，并最大限度保障整个系统结构的统一性和稳定性，并提高状态信息的利用效率和方便性。

状态监测装置的智能化集成程度越高，其本身的变动对后续系统的干扰性就越小，因此该设计思想可有效保障整个系统结构的统一性和稳定性。

有效采集、加工变电设备状态监测数据，以标准服务的方式上传给状态监测主站系统及其它应用系统，以实现数据共享。

总结目前输变电设备在线监测系统在应用和管理上的不足，突破目前在线监测技术应用的传统模式，建立一套最直接、最有效率、最有创新意义切实可行的输变电设备在线监测及其数字化信息网络系统，初步建立**电网输变电设备在线监测的实施方法和技术导则，以便规范引导在线监测技术的应用和发展，为江西省乃至国家电网公司状态检修的试点树立应用典范。

该变电站智能一体化改造方案：

采用变电站一次设备状态监测系统、自动化设备状态监测系统、智能辅助监测系统集成，三套系统共用一套管理平台，即构成变电站状态监测及智能辅助控制系统。

在该项目初步设计方案中对电气一次设备安排实施以下在线监测的建设方案：

1）建设容性设备绝缘在线监测

容性设备绝缘在线监测系统通过监测110kV及以上变电站内电气一次设备（即对电流互感器、电压互感器、变压器套管、变压器铁芯、耦合电容器及CVT等高压设备）的末屏泄漏电流，经分析计算后获取设备运行状态下的等值电容及其变化率、介质损耗。

系统由两个部分组成，即由传感器和监测终端构成数据采集、测量和计算单元组成。

任一个监测终端出现问题不会影响其它终端的运行。

各个终端将数据上传至服务器进行分析处理保存，并可以实现上传。

2）建设避雷器在线监测

避雷器在线监测系统通过利用基波法测量110kV及以上变电站内氧化锌避雷器的泄漏电流和阻性电流来实现动态监测避雷器的工作状况。

基波法是采用数字滤波技术及模拟滤波技术从采集到的避雷器末屏泄漏总电流中找出阻性电流的基波部分，并根据阻性电流判断避雷器的绝缘状况。

这种方法的最大特点就是能有效抑止电网的谐波干扰，能更真实的反映实际情况。

3）建设变压器油色谱、超声局放、铁心接地电流在线监测

变压器油色谱在线监测系统的气体监测采用气相色谱原理。

气体检测器按气体出峰循序分别将七组分气体（H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4）变换成与浓度成正比例的模拟信号，经模数转换，将数据传输到状态监测服务器，计算出总烃的含量以及各自的增长率，再由故障诊断专家系统对变压器故障进行诊断，从而实现变压器故障的在线监测。

整套系统集成有色谱分析、专家诊断系统、自动控制、通讯技术于一体，通过对绝缘油中溶解气体的测量和分析，实现对大型变压器内部运行状态的在线监控，能够及时发现和诊断其内部故障，随时掌握设备的运行状况。

弥补了试验室色谱分析监测周期长的不足。

4）建设SF6气体密度及微水在线监测

SF6气体密度及微水在线监测系统主要用于实时监测断路器内部的SF6气体的微水、密度、温度及其变化趋势。

当SF6气体有关指标出现变化时，给出变化曲线；

有关指标达到报警状态时，报警或自动启动报警装置；

系统的每个监控单元配有RS-485通讯接口，可将监测数据实时上传至变电站后台以及监测主站系统。

5）建设10kV开关柜无线测温系统

无线测温系统是采用基于Zigbee技术的高电磁干扰环境中可靠工作的无线测温，符合IEEE802.15.4通信标准，系统包括无线温度传感器和无线接收基站构成。

实现无线网络化的温度测量，支持无线传感器数量超过65535个。

对高压母线及开关的运行温度实现非接触温度测量。

2项目技术方案

2.1基本情况

2.1.1公司简介

武汉慧测电力科技有限公司是一家专业从事电气设备状态监测的高科技产业公司，公司成立于2008年5月，公司生产研发基地位于华中科技大学文华学院实验大楼三楼，销售中心位于东湖开发区光谷软件园。

专业从事电气设备绝缘在线监测及故障诊断技术的研究，致力于为电气设备提供技术先进、性能可靠的在线监测全面解决方案，进行系统、装置的开发、生产、销售和服务。

公司研发实力雄厚，人力资源丰富，拥有雄厚的技术基础和人才优势，以工程院院士为学术带头人，华中科技大学电气与电子工程学院技术团队全力支持，90%以上具有工学硕士以上学历。

公司“输变电设备在线监测系统”曾获国家电网科技推广项目和湖北省科技进步奖，以及多项国家多项技术发明。

公司拥有丰富的智能变电站系统设计、集成经验，已具有国家电网公司110kV以上电压等级的各类智能变电站试点工程经验。

公司已与国电南自、南瑞、平高等国内优秀厂家合作并提供智能装置，用于智能变电站项目的建设与改造。

●提供智能变电站一次设备状态监测全面技术解决方案；

●提供具有自主知识产权的各种在线监测装置；

●提供与自动化系统一体化集成的软件平台。

2.1.2科学技术鉴定结论

2.1.3技术成果情况

*入选国网公司科技推广目录，成果编号：

A06（5）-2008-2-16

*获华中电网有限公司科技进步二等奖

*获二项专利：

a.ZL200720083988.8

b.ZL200820065281.9

*部分最新用户报告

2.2系统简介

2.2.1系统概述

智能电网建设已列入国家“十二五”规划，变电设备实现状态检修是智能电网建设的组成部份。

在线监测作为状态检修的基础，将得到全面的推广和应用。

输变电设备的在线监测就是利用各种传感器和测量手段对反映设备运行状态的物理、化学量进行在线检测，以便判断设备是否处于正常状态。

而故障诊断的含义是：

专家根据状态监测所得到各测量量及运算结果的处理信息，采用人类自身所掌握的有关设备故障特征的知识和经验，就设备的运行状态进行理性的分析和判断，判明设备的工作是否正常或找出设备故障的类型、部位及严重程度，最后