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電力電纜在線監測

作者:青島一纜電纜有限公司

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時間:2019-11-24 22:02:09

本文由青島一纜電纜有限公司提供,重點介紹了電力電纜在線監測相關內容。青島一纜電纜有限公司專業提供電力電纜預算,電力電纜標簽,電力電纜監測等多項產品服務。秉承著真誠、專業、責任、科學的宗旨,在行業內備受贊譽堅持用專業與專注幫助每一個客戶。

電力電纜在線監測國網浙江省電力公司嘉興供電公司的研究人員韓筱慧、王陽等,在2016年第1期《電氣技術》雜志上撰文指出,加強對變電在線監測裝置的管控是推進在線監測技術實用化、加快狀態檢修體系建設的重要舉措。

結合國網嘉興供電公司在變電在線監測遠程管控技術方面的研究及應用成果,介紹變電在線監測遠程管控技術平臺的架構、主要功能及應用情況,對提高在線監測裝置運行管理效率,提升電網設備的狀態監測水平,具有示范推廣意義。

在線監測技術利用傳感器技術、電子技術、通信技術對運行設備進行監測,對反映設備狀態的數據進行分析處理,實時掌握設備運行健康狀況,目前,國網公司范圍內的在線監測裝置以變壓器油色譜為主。

在線監測技術及監測系統,在提前發現設備缺陷故障、提升應急搶修能力、提高電網安全運行水平等方面的成效已初步顯現,但也存在部分在線監測裝置誤報率高、壽命短、維護量大、對在線監測數據利用和分析不夠等問題,在提高在線監測裝置穩定性、提高裝置運維管理效率、深化在線監測數據應用、提升設備遠程化管控水平等方面仍有較大提升空間。

2011年開始,浙江省電力公司首次大規模推廣變電設備狀態監測系統應用。2012年7月,嘉興供電公司成立變電設備狀態管理中心,并作為試點單位協助省公司完成變電在線監測遠程管控技術平臺開發,建立變電設備遠程管控示范區,率先開展平臺應用實踐,成效顯著。

1 遠程管控技術平臺架構

1.1 平臺整體架構

平臺管理直接來自于變電站在線監測裝置的準實時數據,對動態海量數據進行檢測、分析、判斷、告警,發現問題及時根據遠程實時視頻、設備缺陷、運行數據、狀態評價結果輔助做出狀態檢修決策,遠程進行裝置維護操作,平臺整體構架如圖1所示。

1.2 平臺物理結構

平臺物理結構由變電站端和平臺端設備組成,變電站端包括CAC(condition information acquisition controller狀態信息接入控制器)和視頻服務器,實現數據、視頻的綜合采集和對監測設備(指在線監測裝置、網絡通道及設備、視頻攝像機及輔助設備等)的維護操作,平臺端由前置機、通訊網關和服務器組成,分別實現變電站數據采集、第三方平臺數據交互和變電設備在線監測裝置遠程管控功能。

2 遠程管控技術平臺主要功能

2.1 數據采集功能

實現在線監測數據、電網運行數據、在線監測設備運行狀態數據、視頻信息、環境監測數據的采集,實現平臺與CAC、視頻服務器、SCADA(Supervisory Control And Data Acquisition數據采集與監視控制系統)、PMS(Power production Management System生產管理系統)、CBM(Condition Based Maintenance狀態評價系統)間的數據通信。

2.2 可視化展示功能

利用SCADA系統的一次接線圖,實現基于GIS(Geographic Information System地理信息系統)地圖、接線圖、實時視頻、動態圖表的可視化展示。

通過GIS地圖導航,進入變電站接線圖,在接線圖上實時顯示在線監測數據,并標出主要攝像頭的位置。點擊在線監測數據,跳轉到在線監測數據詳細展示頁面,利用曲線圖、餅圖、表格等多種方式展示在線監測數據,以及在線監測不良數據判別和趨勢跟蹤等;點擊攝像頭,可查看攝像頭實時視頻和歷史錄像。

2.3 在線監測裝置遠程運維和管控功能電力電纜在線監測

(1)故障檢測與定位:變電站端通過CAC檢測在線監測裝置、IED(IntelligentElectronic Device智能電子設備)、數據通信鏈路等的工作狀況,判斷故障原因,實現故障定位。

(2)故障輔助決策:根據自動檢測的故障類型提示引起故障的可能原因及相應的處理方法,監控人員可以快速確認故障并實施遠程維護操作。

(3)數據復測:在線監測數據異常時可遠程下達傳感器復測指令,對異常設備可進行定期跟蹤或抽檢,IED設備故障恢復后上傳歷史數據。

(4)遠程軟重啟:裝置帶電狀態下,通過SSH(Secure SHell網絡安全協議)指令操作系統重新啟動,遠程解決IED設備、CAC裝置出現應用程序死鎖問題。

(5)遠程硬啟動:借助PDU(Power Distribution Unit遠程網絡控制電源)遠程操作使裝置失電5s后再上電,使裝置重新啟動。

(6)遠程定值修改:在平臺上修改定值后,通過CAC下發到在線監測裝置,使其執行新的定值。

(7)遠程維護通道:通過授權后的遠程維護通道,廠家可在平臺上實現對在線監測裝置的檢測、調試、程序的更改升級和參數配置等操作。

(8)輔助設備遠程操作:通過輔助控制系統,實現對變電站照明燈光、空調、風機等遠程操作。

2.4在線監測數據有效性分析和處理功能

(1)實時在線率統計分析:根據《浙江省電力公司輸變電設備在線監測考核暫行辦法》原則,進行專項可用率統計,為在線監測裝置性能和安裝維護水平的評價提供數據支撐。

(2)不良數據檢測:利用平臺的分析計算工具,結合實時運行數據和在線監測數據之間的相關性建立計算規則,判斷檢測值是否在合理范圍,是否發生異常跳變,消除裝置異常及誤差對數據告警的影響,實現誤告警過濾。

(3)數據合理性辨識:通過對在線監測數據的規律和相關性分析,判斷裝置采集故障和誤差情況,監控數據變化趨勢,按照每類裝置建立分析規則,辨識在數據沒有超過限值的情況下產生不符合規律的數據。

2.5數據綜合分析與輔助決策功能電力電纜在線監測

(1)設備異常趨勢跟蹤:在線監測數據異常的設備,應結合電網運行參數變化和在線監測數據變化,預先建立趨勢變化報警模型,實時跟蹤,對設備運行的異常趨勢及時做出告警并提供分析報告。

(2)狀態檢修決策:結合在線監測數據、帶電檢測數據和CBM系統的狀態評價結果,即時給出狀態檢修輔助決策。

2.6遠程視頻輔助功能

(1)圖像視頻遠程巡檢:在平臺上啟動巡視功能后,變電站布置的攝像機自動將設備當前可視狀況畫面向平臺傳送,監控人員在遠方就能監視設備當前狀況。

(2)設備紅外在線測溫:利用現場部署的紅外攝像機,實現對變電站內設備發熱情況的監控。

3 遠程管控技術平臺應用情況

嘉興供電公司變電狀態管理中心將遠程管控作為核心業務之一,實行實體化運作,建設遠程管控示范區,為遠程管控技術平臺的應用提供硬件基礎。

3.1在線監測裝置故障處理

2014年11月2日,嘉興供電公司所轄某變#2主變油色譜裝置運行異常,狀態管理中心值班人員通過管控平臺進行“通道檢查”,顯示鏈路正常,CAC裝置正常,再對#2主變油色譜裝置進行診斷,遠程重啟裝置,缺陷消除,數據恢復正常。

總結裝置故障處理經驗,管控平臺平均在5分鐘內就可判斷裝置故障類型并制定決策,80%以上的裝置軟件故障均可以通過CAC裝置和監測裝置軟、硬重啟消除,在線監測裝置故障的一般處理流程如圖3所示。

3.2在線監測裝置告警處理

2014年9月22日,嘉興供電公司所轄某變#1主變油色譜裝置氫氣告警,狀態管理中心值班人員登記告警信息,并通過管控平臺進行“立即復測”,同時通知變電運維室人員現場巡視,檢查一次設備和裝置均正常,數據無明顯變化,并經離線檢測確認為變壓器異常,此時CBM狀態評價結果為“注意”。

值班人員通過管控平臺遠程修改“采樣周期”為1次/4小時進行持續跟蹤,并通知人員加強巡視和帶電檢測,結合停電脫氫處理。

由于目前在線監測裝置還存在較多誤報現象,告警信息可能是裝置本身的故障,真實告警和誤告警信息的處理流程如圖4、5所示。

3.3典型成果案例

2013年10月10日,嘉興供電公司所轄某220kV#1主變油色譜在線監測裝置告警,乙炔含量突增,檢修室立即安排人員采集離線數據分析,并進行持續跟蹤,測得乙炔含量每天以0.1~0.2μL/L增加,10月23日乙炔已達4.37μL/L,為防止變壓器內部缺陷發展擴大并造成事故,10月24日將該主變停運并返廠解體檢查,發現變壓器內部存在三處顯著缺陷,繼續運行有可能造成事故,應用管控平臺及時發現并消除了一起主變設備重大隱患。

2014年至今,嘉興供電公司共發現在線監測裝置故障180余起,其中軟件故障82起,通過管控平臺遠程解決軟件故障68起,軟件故障遠程消缺率達83%,大幅度提高了消缺效率,提升了運行指標。

通過管控平臺對監測裝置本體軟硬件進行遠程管控專項升級,告警準確率大幅提升,目前正確告警率達95%以上。綜合應用管控平臺,實現了監測裝置故障區域自動判斷和故障類型輔助識別,同時為調控數據監控提供了輔助判斷。

4 結語

變電設備遠程管控技術平臺的成功開發和應用,實現了對設備狀態的全面展示和在線監測裝置的遠程管控,提高了在線監測裝置運行管理效率,提升了變電設備檢修管理的信息化水平,適應電網快速發展的需要。

嘉興供電公司在變電在線監測遠程管控技術平臺的調研、應用過程中做了大量工作,其應用實踐經驗具有示范推廣價值。

變電在線監測遠程管控技術平臺的應用還處在初級階段,其與多個生產系統間的融合、監測數據的深入應用、綜合分析及風險評估等方面還有待進一步研究。

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