1、变电运维管理中危险点在线监测系统设计袁玉松，周璨，丛日玉，董伟广，吴筱（国网安徽省电力有限公司含山县供电公司，安徽 马鞍山 ；国网湖北省电力有限公司钟祥市供电公司，湖北 荆门 ；国网安徽省电力有限公司阜南县供电公司，安徽 阜阳 ；国网安徽省电力有限公司庐江县供电公司，安徽 合肥 ）摘要：针对变电运行管理中的危险点探讨了在线监测系统设计方案，以期快速发现并有效处置危险点，极大保障变电站安全稳定可靠运行。经试验测试，在线监测系统设计方案切实有效，大大降低了安全隐患并节省了人力成本。关键词：变电运维；管理；危险点；在线监测中图分类号：，（，；，；，；，）：，：；收稿日期：作者简介：袁玉松（），硕士，
2、研究方向为电力系统及其自动化。引言当今社会，城市化进程不断前进，人们在生产和生活中对电力的需求越来越大，让变电运维管理面临着前所未有的挑战。保证电力系统正常运行，预控变电运维管理中危险点，便成为广大科研人员目前研究的重点。全面深入分析变电运维管理中的危险点，找出危险监测的方法，并与现代信息技术结合设计一种在线监测系统来通过监测降低危险，是目前变电运维管理工作由经验转向科学，由粗放转向精细的趋势。为此，本文通过科学的现代化信息技术设计了在线监测系统对变电运维中相关机械设备存在危险点的地方进行全面监测以期达到降低危险的目的，为提高变电运维工作安全性与工作质量提供帮助。变电运维管理中的危险点 变压器
3、存在的危险点一般情况下，变压器检验或者维修时难免会连接电源，在连接过程中会产生较高的瞬时电压，在瞬时电压的冲击下变压器绝缘性会遭到破坏。变压器绝缘层受到瞬时电压冲击而破坏后，相关工作人员将面临安全甚至生命危险。基于此，运维管理人员需要利用相关的感应装置监 测 变 压 器 的 绝 缘 性 能，以 保 证 运 维 操 作 的 安全性。母线倒闸操作存在的危险点在变电作业需要在汇流条中进行开关切换时，会存在带负荷拉闸情况，此时极可能出现共振问题。电力谐振一旦发生就可能对整个电力系统产生危害，最终影响变电运维的安全性。为此，运维管理人员需要对电力谐振进行监测，以确保运维操作的安全。直流回路存在的危险点直
4、流回路尤其是二次直流回路在变电运维管理中经常会遇到危险点，要规避此危险就需要正确操作保护压板投退。如果对相关设备不熟悉，那么在操作过程中，切换自动装置时就很容易发生故障以及出现一些继电保护误操作，进而导致直流回路障碍，影响整个变电运维。为此，需对二次直流回路进行监测，进而保证其操作的正确性，降低故障率。系统解决方案电工技术 变电运维管理中危险点在线监测系统原理和设计 系统原理变压器的绝缘层一旦遭到破坏，就会造成变压器停运和故障；母线倒闸操作会导致大量谐波产生，破坏电容器，又会引 起 过 电 压、过 电 流，进 而 造 成 局 部 过 热，加速电气设备绝缘老化；直流回路易发生保护压板的误投、漏投
5、等非安全行为。上述事故是变电运维管理中常见的危险点，一旦发生，就会造成电力系统瘫痪甚至威胁操作人员的生命安全。当前，对上述危险点，大多仍采用传统的人工巡视检修方法。这种方法虽然能起到一定效果，但是仍然存在一些潜在的问题无法及时检测出来，进而影响了正常供电，消耗了大量人力物力。基于此，本文提出利用在线监测系统对变电运维管理中的危险点进行预控，实现在线实时监测，保证整个变电系统正常安全运行。该在线监测系统包括信号采集和分析诊断两大部分。信号采集部分首先主要利用 传感器获取变压器绝缘层方面的相关信息，利用振动传感器获得母线倒闸谐波相关信息，利用压板状态传感器获得直流回路压板误投、漏投相关信息；然后利
6、用码对时的方法进行时刻的确定；接着利用 芯片进行信 号 放 大 处 理；最 后 选 择 总 线 方 式，利 用 通信芯片将采集单元采集的数据以有线方式传送到后台。分析诊断系统对数据信号进行分析诊断处理后，相关工作人员便能对变电站的相关性能有了总体掌握。具体在线监测系统模型如图所示。图 变电运维管理中危险点在线监测系统模型 系统设计 传感器对变电运维管理中的危险点进行在线监测主要是为了保证工作人员可以实时掌握变电运维管理中危险点相关性能，以便及时作出处理，将隐患消除在萌芽状态。该系统包括了前端和后端两部分。前端的数据采集是通过相应的传感器对变压器绝缘套管泄漏的电流信号、母线倒闸操作产生的谐波信号
7、以及直流回路保护压板的误漏投信号进行获取，然后对相关基准信息进行采集，接着利用计算机进行相关计算，得出数据，最后利用信号传输单元将计算得出的数据经过传输单元传输到后端服务器做进一步处理，最终显示在后端操作界面上。例如，在线监测变压器绝缘套管介质损耗时，需要利用合适的电流传感器获取变压器绝缘套管运行阶段的运行参数（电压数据、电流数据）。但是变压器绝缘套管在使用过程中产生的电流信号一般较小（仅仅是毫安或者微安），所以依靠传统的一般电流传感器是无法检测出电流信号的。为此，本文选择相位偏差较小的有源零磁通电流传感器，即利用集成度较高且具有温度补偿功能的 传感器来进行变压器绝缘套管末屏电流信号的在线监测
8、。该传感器对末屏电流的检测范围为 。同步采样设计上述采集的末屏电流、电压信号属于相位一直变化的交流信号，要更为准确地计算出其介质损耗，就需要保证采集的电流、电压信号属于同一时刻，否则计算的数据不能准确反映监测设备的实际性能。在计算时，如果电网的频率设置为稳定状态下的 作为计算量，那么一个信号周期换算成毫秒便是 和 ，于是便可以得出 等于 的结论，因此 的偏差较大。在同步采样设计中，利用码对时的方法来确定时刻，由于不同码元的脉冲宽度不同，因此可以通过识别码元信息来确定提取的信息数据是否为同一时间的。码对时主要利用单片机或解码芯片对不同码元宽度（码元、码元、码元）进行提取，进而得到可以使用的同一时
9、间的信号数据。另外码对时的方法稳定程度和精确程度都较高，可用于同步采样设计，符合使用要求。信号处理利用传感器采集变电运维管理中危险点的信号数据后，就需要对采集到的信号线性区域做放大处理，以保证以更为精准的信号进行数据转化操作。对数据信号做放大处理，可以利用性能较好的仪表放大芯片 芯片，在处理过程中利用电阻调节实现放大倍数调节。芯片的非线性度在 以内，失调电压低于，具有工作噪声较小、温漂较小等优点。数据通信模块传感器对变电运维管理中危险点性能数据采集和初步处理后，需要通过信号传输单元将相关信息传输至后端数据库进行存储与显示。由于变电运维管理中危险点运行的现场环境和通信方式需要根据实际情况进行选择
10、，因此本文选用差分方式和可以很好地抑制共模干扰的 总线方式作为研究对象，以实现较远距离传输，甚至，达到变电站走线距离要求。此外，总线通信使用 通信芯片，该芯片具有高级别的制造标准、稳定的性能和较大的温度范围等特点，完全满足变电运维管理中危险点现场监测单元对数据信息传输的要求。软件设计整个系统运行需要依赖软件。当系统单元接上电源开始运作后，首先进行复位操作，合理配置相关参数；接着进入主循环，判断定时采样时间是否到来；定时采样时间电工技术系统解决方案到来后判断同步采样时间是否到来；同步采样时间到来后触发基准信号和监测信号采集；再接着进行数据计算；计算得到的数据通过 总线输送到后台服务器，完成整个变
11、电运维管理中危险点的在线监测。整个在线监测系统流程如图所示。图在线监测系统流程图试验结果与分析在 某变电站实施在线监测系统对变电运维管理过程中存在的变压器绝缘层、母线倒闸谐波以及压板误漏投三个危险点进行监测，另外一个规模、布置跟变电站同类型的 某变电站仍然采用传统的人工巡检方式，试验期为个月，结果见表。表试验统计结果危险点 某 变电站缺陷总数在线监测系统 某 变电站缺陷总数人工巡检变压器绝缘层 起 母线倒闸谐波 起 压板误漏投 起 由表可知，某变电站中存在变压器绝缘层、母线倒闸谐波以及压板误漏投缺陷总数分别为、起，通过在线监测系统分别监测出、起，检测率分别是 、和；在 某变电站中存在变压器绝缘
12、层、母线倒闸谐波以及压板误漏投缺陷总数分别是、起，通过人工巡检分别监测出、起，检测率分别是、和 。三种危险点的人工巡检缺陷检测率都低于在线监测系统实施后的检测率。另外，个月试验期间，在人力成本上，使用在线监测系统的 某 变电站只需安排个人进行定期巡视和维护，而使用传统的人工监测方式的 某变电站需要安排个人进行监测和维护才可以满足日常要求，因此在线监测系统可以大幅度节省人力成本。综上可知，本文设计的在线监测系统对变电站危险点监测相较于采用传统的人工监测方式，可以提高变压器绝缘层、母线倒闸谐波以及压板误漏投缺陷的检测率，规避了工作人员疏忽、能力不足、监测不到位的现象，达到了提高监测效率、降低安全隐
13、患、节省人力成本的目的。结语从实际出发，做好变电运维管理中的安全工作，不仅可保障操作人员的生命安全，还能减少危险事故发生带来的经济损失，从而更好地维护电力系统的相关利益。目前，变电运维管理中的危险点较前几年已经改进不少，但仍然存在一些高发点，对工作人员造成威胁并且可能造成电力系统瘫痪，所以相关部门需利用现代先进的信息技术加强监测与管理，从而提高监测效率，规避安全隐患，提高变电运维中的安全性。在以后的工作中，应进一步利用现有先进的科学技术规范强化在线无人监测，提高相关缺陷检测率，实现全天候无人实时动态监测，真正提高管理的效率和安全性。参考文献 辛峰探究变电运维管理中危险点及预控措施当代化工研究，
14、（）：刘博，张亚廷变电运维管理中危险点及预控措施分析山东工业技术，（）：吴鑫磊变电运维管理中危险点及其控制措施研究黑龙江科学，（）：张志强，张德富 变电运维管理中危险点及预控措施分析现代工业经济和信息化，（）：，罗心宇电厂变压器套管绝缘性能在线监测技术的研究电气传动自动化，（）：李进基于电厂变压器套管绝缘性能在线监测技术的研究新型工业化，（）：刘书铭，李陈莹，李琼林，等电力系统串联谐波谐振的特性分析与灵敏度计算电力系统保护与控制，（）：吴伟力，黄祖勋，黄芷寓，等 一种新型继电保护压板防误闭锁装置的研制机电信息，（）：冯志延，王翰龙，李壮，等状态监视及防误智能保护压板的设计与应用研究水力发电，（）：姜博变电运维误操作事故的预控措施技术与市场，（）：系统解决方案电工技术
