解析电力一次设备在线监测系统 崔元明

解析电力一次设备在线监测系统崔元明
摘要：随着中国改革开放进程的不断推进，我国经济建设得到了突飞猛进的发展，这其中离不开电力事业的发展。它不仅为我国的居民生活和企业生产提供了源源不断的电力能源，还为我国的经济增长提供了充足的动力，所以，我国必须对电力事业加强管理。而在对电力事业实行管理的过程中，对电力设备实行在线监测与状态检修非常重要，它能够保障电力设备的可靠、安全、稳定运行。
四、电力一次设备在线监测对智能电网的作用
随着我国电力行业的发展和完善，电力市场的竞争越加激烈，人们对电力的稳定性、安全性要求也越来越高。最重要的是电力的应用也越来越广发。纵观我国发电市场，我国在发电领域的也取得了非常大的成果。如风力发电、水力发电、太阳能发电等可再生资源发电技术越来越成熟。而这对于构建我国智能电网具有非常重要的促进作用。为此，我国应当加大智能电网的研究，改革传统的电力系统，从而打开我国电力市场。如在2015中国(国际)电力设备在线监测与故障诊断技术高峰论坛上展示的多种电力一次设备在线监测领域的最新、最全面解决方案。另外，目前NI(国家仪器设备检测平台)被广泛用于智能电网和新能源领域核心关键设备的设计、研发以及现场应用，为电力设备在线监测、电力电子、数字化变电站和智能用电等领域提供技术基础，同时也为电力和新能源领域中的检定、计量与测试提供了灵活高效的解决方案。尤其是智能电网领域，NI图形化系统设计平台结合灵活、开放的模块化硬件系统已被国内外的著名厂商及研究机构在多个研究方向广泛使用：包括电力设备状态监测、电力电子控制、逆变器控制、电力系统的实时仿真、微网主控及监测系统、输变电设备状态监测、远程智能终端、储能系统监控、以及数字化变电站的监控等。最重要的目前众多电力元件皆具有一个独立的操作系统，这样每个电力设备的独立操作代理器就能够形成完善的分布式平台。需要注意的是每个代理器应当与元件的传感器相连。这样才能做到准确评估电力设备状态，确保电力系统的稳定、安全。
五、电力一次设备在线监测系统的发展趋势
就目前而言，电力一次设备在线监测系统的应用价值已经非常明显。一方面，电网企业的状态检修与智能电网发展发现已经确定，其对电网的可靠性要求更高，尤其是在线监测系统也成为电网的重要组成部分。另一方面，在变电站的改进工作中，其在线监测系统的应用也非常重要。由此可见，电力设备的在线监测发展也是电力行业不断发展的必然。目前，从目前电力市场的发展状况来看，电网公司在招标之时也开始将重心转移到智能电网的变电环节上。而且国家电网公司在智能电网规划报告中也已将变电站状态监测系统建设作为智能变电站的重要内容，比如智能变电站通过状态监测单元实现变压器油色谱、组合电器局部放电、避雷器全电流等主要设备、重要参数的在线监测，为电网设备管理提供了基础数据支撑。实时状态信息通过专家系统分析处理后可做出初步决策，实现站内智能设备自诊断功能。总的来说，在现代化背景下，我国还应进一步加深电力一次设备的在线监测系统的研究，这样才能促进我国电力行业的发展。相信随着在线监测技术不断发展和成熟，以及在线监测技术近年来在我国电力系统的成功应用，状态检修替代定期检修已被电力系统所接受和认同，逐渐成为设备检修的必然趋势。那么在电力一次设备在线监测系统的研究方面，也应当使其能够助力于电力设备状态检修，真正发挥出在线监测系统的作用。
当前在线监测系统基本形成，一般原理结构如图1所示，实现了从一次设备到站内监测主站的完整构架，通过远动机还可实现将现场监测数据上传至相关调控中心。
图1站端在线监测系统结构原理图
二、电力一次设备的智能化
随着科学技术的发展，智能设备的数量、种类也在不断增加。与此同时，电力也成为人们生活的必需品。电力系统也逐渐成为电力行业的研究重点。国际大电网会议统计分析，组成电网的断路器，其80%的故障均为机械故障，对其进行机械特性的在线监测就显得尤为重要。实现电力一次设备的智能化也是大势所趋。这样才能促进我国电力行业的发展。所谓电力一次设备是指电力发、输、变系统上所使用的设备。比如发电机、母线、电缆等。这些设备相比于传统的电气设备，其设备的保护、计量等都有单独的配电产品。一次电力设备也可称为一次接线系统，独立完成发、输、变等工作。比如说一体化的电源，不需要依赖总控制单元即可顺利完成通信、收发指令、短路保护等功能。而电力设备在线监测技术是指直接安装在电力设备上可实时记录表征设备运行状态特征量的测量和诊断系统及技术。在线监测系统一般由先进的传感器技术、计算机与信息处理技术、通讯系统、专家分析系统及较为完备的系统数据信息库组成。总之，电力一次设备在电力系统中的应用非常重要。但是一次电力设备的应用研究仍处在最初阶段，只有加强综合管理才能提高一次性设备的智能化、科学化、在线监测的特点
对电力一次设备实行在线监测具有重要的意义，其能够及时的发现设备在运行过程中出现的问题，进而做到及时的维护修理，使设备的使用寿命得以延长。在对设备进行在线监测时要连续或者定期进行。对于那些存在严重安全问题的或者是旧的设备要实行跟踪监测，在最大的限度上延长设备的使用年限；对于那些没有存在严重问题的设备，要对其运作状况做到清晰的掌握，保障其正常的运行。
三、电力一次设备在线监测系统的研究和发展
应用电力一次设备监测系统的目的是为了能够在早期阶段发现电力设备的故障，以便于后期维护工作的开展，真正确保电力系统的安全、稳定，从而降低电力企业的设备维护成本。由此可见，建立电力一次设备的在线监测也是电力企业发展的必然过程。据有关调查显示，电力一次设备的在线监测系统应用在电力系统中能够将电力设备的故障率降低75％。这不仅仅会大大降低电力设备的维护成本，还能够有效提高电力企业的经济效益。而且近年来，随着传感器技术的发展，信息技术的发展，电力设备的智能化程度也在逐渐提高。这样便能有效提高电力设备的自动化、科学化。比如建立神经网络和专家系统，就能够实现高智能的电力设备在线监测系统。又如电子式互感器是电网一次的重要主设备，它们担负着电网的精确“测量和计量”，以及故障“监测”的作用。要求量测的电网运行参数高度精确，装置本身应具有相当的可靠性。它是为智能电网、数字化继电保护、电网实时PMU、WAMS、电网快速状态估计、电网暂态稳定监控、特高压输电线路的电晕测量、电网实时经济调度、谐波在电网中的应用、电网输电阻塞的缓解(美国)、解决输电走廊问题的分相输电技术、实现准确的故障测距和紧凑型一次智能设备等提供可靠保证。对现代电网运行和设备革命发挥重要的作用。总的来说，现阶段我国电力一次设备的在线监测的研究也在不断地进步和发展。另外，在科学技术不断发展的背景下，集成化的人工智能技术也逐渐被应用在在线监测系统中。为此，电力企业在应用新技术时应不断进行设备的更新，实现电力系统的发展。如电容性设备的电容量、介损在线监测；金属氧化物避雷器的全电流、阻性电流在线监测；变压器本体绝缘油色谱在线监测、光纤测温在线监测、本体超高频局放在线监测、套管局放、介损在线监测、有载开关动态特性在线监测；GIS超高频局放在线监测、微水在线监测；开关机械特性监测及开关柜光纤温度在线监测、SF6气体密度在线监测等。