变电站智能化设备与状态监测系统解决方案
变电站智能巡检应用现状及解决措施
变电站智能巡检应用现状及解决措施摘要：伴随智能化技术的发展，智能巡检系统的结构和功能变得越发完善，取得了较为显著的成果，不过在实际应用中，依然存在有不少缺陷和问题，要求技术人员必须做好问题的深入研究，找出其原因所在，然后采取切实有效的措施和方法来对问题进行解决，提高巡检工作的效率，以此来推动巡检工作提质增效。
关键词：变电站；智能巡检；应用现状；解决措施1智能巡检的优势所谓的智能巡检，主要是针对设备运行情况进行定期或者随机性的巡视检查，及时对发现的缺陷隐患进行报警，提醒运维人员处理，做到防患于未然。
智能巡检系统的优势体现在几个方面：①可以综合运用多种智能手段检查设备状态，例如可以通过安装视频监控、红外云台或红外机器人、开关柜内测温、变压器油色谱在线监测、SF6密度微水监测、避雷器在线监测、开关动作特性在线监测、蓄电池内阻及电压监测、保护信息管理系统等系统，将设备运行状态信息、视频图像信息有效整合，在智能巡检系统管理平台上综合反映；②能够对巡检对象、时间地点、方式方法预先设置，提供健全完善的工作计划，实时的或定时定点的、随机的开展各项巡回检查子任务，保证巡检工作的有序实施、自动推进，提高工作的效率；③杜绝了因巡视人员巡视不到位，巡视不及时，造成设备缺陷及异常情况不能被及时发现和处理的现象。
2智能巡检系统的组成及应用现状2.1智能巡检系统的组成在不断的发展过程中，智能巡检的方式和手段变得越发多样化，除去最为常见的智能巡检机器人，还包括定点摄像头、滑轨摄像头等，配合无线测温装置、各类数据在线监测装置、无线数据传输终端、RFID电子标签等，可以实现对于多种运行参数信息的采集，并且对照云端存储以及大数据，就状态信息实施异常报警和趋势预测，而工作人员也可以运用作业终端APP和PC客户端，随时随地对设施设备的安全状态进行监控，及时对存在的隐患和问题进行处理，有效避免安全事故的发生。
以物联网为支撑，智能巡检系统能够使工作人员实现对于设施设备的远程监测和实时数据兑取，实现自动化管理，减少用工人数和运行维护成本。
常规变电站智能化改造实施方案
实施效果评估
通过技术难点分析和解决方案设计，实现了对改造过程中可能出现的问题的有效 应对。
通过对实施效果的智能化改 造提供了有益的参考。
CHAPTER 05
改造方案经济效益分析
投资成本估算
设备购置费用
根据智能化改造需求，计算需要购置的智能设备、系统及软件的 投资成本。
安装调试难度大
由于改造工程涉及到大量设备的安装和调试 ，需要投入大量人力和时间，同时需要充分 考虑现场环境和安装条件。
解决方案设计
制定详细的设备升级和替换方 案，明确新旧设备的兼容性要 求和性能指标。
建立完善的数据安全保障机制 ，包括数据加密、访问控制、 备份恢复等措施。
采用模块化、标准化的设备安 装和调试方法，简化安装和调 试过程，提高工作效率。
成本、提高设备利用率等。
制定改造计划
根据目标，制定详细的改造计划， 包括时间安排、预算、人员分工等 ，确保改造过程的顺利进行。
确定改造范围
明确改造的范围和涉及的设备，包 括一次设备、二次设备、通信系统 等，确保改造效果达到预期目标。
设备选型及配置方案
设备选型原则
根据变电站的实际需求，选择技术成熟、性能稳定、易于维 护的智能设备，确保改造后的变电站能够稳定运行。
项目目标
建立智能化监控系统，实时监测变电 站运行状态。
建立故障诊断和预警机制，快速排查 故障，提高维修效率。
实现自动化控制和远程操作，提高运 行效率。
提高变电站的智能化水平，为电力系 统的升级换代提供示范效应。
CHAPTER 02
变电站智能化改造方案设计
改造方案整体规划
明确改造目标
结合变电站的实际情况和未来 发展需求，制定改造目标，包 括提高供电可靠性、降低运维
智能变电站监控系统解决方案
智能变电站监控系统解决方案一、目标与范围1.1 目标这套方案的核心目的，是要构建一个智能的变电站监控系统，提升电力系统的安全性、可靠性和可持续性。
通过实时监控、数据分析和智能预警等功能，咱们希望能确保变电站高效运作，减少故障发生的几率，还能实现远程管理，真是个不错的主意。
1.2 范围这个方案适用于所有新建或改建的变电站，尤其是220kV及以上的高压变电站。
我们主要覆盖的内容包括：- 设备监控- 运行数据采集- 故障预警与处理- 远程控制与管理- 数据存储与分析二、组织现状与需求分析2.1 现状说实话，很多变电站的监控系统还停留在传统的人工巡检和机械监测阶段，问题不少：- 效率低，人工巡检常常会漏掉一些重要的细节。
- 故障发现滞后，结果损失就大了。
- 数据共享困难，信息孤岛现象严重，大家各自为政。
2.2 需求通过市场调研和用户访谈，我们发现需求主要集中在以下几个方面：- 实现设备的实时监控和状态评估。
- 提供故障预警功能，减少停电时间。
- 支持数据的远程访问与分析，提升管理效率。
- 降低运维成本，增强运行的可持续性。
三、实施步骤与操作指南3.1 实施步骤3.1.1 需求确认我们要和用户深入沟通，确认他们的具体需求，并制定详细的需求文档。
3.1.2 系统设计根据需求文档，我们会进行系统架构设计，包括硬件选择、软件开发框架，以及网络结构的设计。
3.1.3 硬件采购选择合适的硬件设备，比如传感器、监控摄像头、数据采集器等，然后进行采购。
3.1.4 软件开发开发监控系统软件，涵盖用户界面、数据处理模块和预警模块。
3.1.5 系统集成将硬件和软件整合，进行初步的系统测试和调试。
3.1.6 现场测试在变电站现场进行系统测试，以验证稳定性和可靠性。
3.1.7 培训与交付对相关人员进行系统操作培训，最终完成交付。
3.2 操作指南3.2.1 设备监控- 配置实时监控界面，显示设备的运行状态、负载情况和故障信息。
- 定期进行设备自检，确保传感器和监控设备正常工作。
智能变电站技术解决方案
智能变电站平台
提供统一的平台，实现变电站 的监控、控制、保护、计量等 功能。
系统功能
数据采集
智能变电站系统能够实时采集电网运行数据，包括电压、 电流、功率等参数。
数据处理
系统对采集到的数据进行处理和分析，提供电网运行状态 监测、故障诊断和预警等功能。
智能变电站具有高效、可靠、安全、环保 等特点，提高电网运行效率和供电质量。
智能变电站定义
技术特点
技术优势
01 提高运行效率
智能变电站采用自动化和智能化技术，减少人工干预， 提高运行效率。
02 增强安全性
智能变电站通过实时监测和预警，及时发现和处理潜在 的安全隐患，提高电网运行的安全性。
03 优化资源配置
降低运维成 本
智能变电站减少了 人工干预，降低了 运维成本，提高了 经济效益。
促进绿色发 展
智能变电站采用环 保技术和节能措施， 有助于减少能源消 耗和环境污染，促 进绿色发展。
06
智能变电站发展趋势
技术创新方向
智能化升级
智能变电站将向更高程度的自动化、智能化发展， 提升运行效率和安全性。
Байду номын сангаас
数字化转型
谢谢
智能变电站技 术解决方案
目录
01 智能变电站概述 02 智能变电站关键技术 03 智能变电站系统架构 04 智能变电站解决方案 05 智能变电站应用案例 06 智能变电站发展趋势
01
智能变电站概述
定义与特点
智能变电站采用先进的信息、通信和控制 技术，实现变电站运行管理自动化、信息 化和互动化。
04
智能变电站解决方案
电力行业变电站监控系统解决方案
电力行业变电站监控系统处理方案目录变电站监控系统处理方案................................................................................... 错误!未定义书签。
1.变电站监控需求分析 .................................................................................. 错误!未定义书签。
2.总体建设目旳.............................................................................................. 错误!未定义书签。
3.XXXX变电站监控系统处理方案 ................................................................. 错误!未定义书签。
3.1.系统构造 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
3.2.变电站监控系统监控范围 ...................................................................... 错误!未定义书签。
3.3.系统构成 .................................................................................................. 错误!未定义书签。
3.3.1.变电站旳监控设备 .......................................................................... 错误!未定义书签。
国电智能变电站一体化监控系统解决方案
国电智能变电站一体化监控系统解决方案一、背景介绍随着电网的建设和运营变得越来越复杂，对变电站的安全、稳定和高效运营的需求也越来越高。
由此，国电智能变电站一体化监控系统应运而生。
该系统通过集成各种监控设备和技术，实现对变电站各个环节的监控、控制和管理，提高变电站的运维水平和效率，确保电网运行的可靠性和稳定性。
二、系统架构1.数据采集层：通过传感器、仪器仪表等设备，实时采集变电站各种设备的运行数据，包括电流、电压、温度、湿度、气压等。
2.数据传输层：将采集到的数据通过有线或无线方式传输至上层的数据处理中心，确保数据的准确和及时性。
3.数据处理中心：对传输来的数据进行处理和分析，通过算法和模型计算得到各种参数的变化趋势、预警等。
这一层还可以对数据进行实时监测、查询和分析。
4.系统管理及控制层：通过对数据的处理和分析，形成对变电站运行状态的判断，一旦发现异常情况，系统可以通过自动控制或发送警报通知相关人员进行处理。
5.用户界面层：在PC端或移动设备上展示系统的各项功能和操作界面，方便用户进行操作和控制。
三、系统功能1.实时监测和数据采集：对变电站的各种设备实时进行监测和数据采集，包括线路的电流、电压参数，变压器的温度、湿度参数等；2.故障诊断和预警：通过系统对数据的分析和处理，实时判断设备运行是否正常，并预测可能发生的故障，及时通过界面或短信、邮件等方式发送给相关人员；3.智能控制和操作：对变电站的各种设备进行控制和操作，如远程开关、调整和控制线路的电流和电压等；4.统计和分析报表：对变电站的运行数据进行统计和分析，生成各种报表和图表，方便用户进行数据分析和决策；5.安全和保护功能：通过对设备的监控和控制，确保变电站的安全和稳定运行，避免火灾、爆炸等事故的发生。
四、系统优势1.实时性高：系统可以实时采集和处理变电站的各项数据，及时反馈变化情况，并提供预警功能。
2.可靠性强：系统具有自动诊断、故障预测等功能，能够提前预防和修复设备故障，降低事故发生的概率。
变电站智能辅助系统施工方案-(4)
变电站智能辅助系统施工方案1. 引言变电站是电力系统的重要组成部分，负责将电能从高电压输电线路转换为适用于城市和工业用电的低电压供电。
随着电力系统的不断发展，以及对电力质量和安全可靠性要求的提高，传统的变电站已无法满足现代电力系统的需求。
因此，引入智能辅助系统成为了变电站建设的重要方向。
本文档旨在提供一个变电站智能辅助系统的施工方案，详细说明了系统的架构、功能以及相关的软硬件设备布置。
2. 系统架构变电站智能辅助系统主要由以下几个模块组成：2.1 监控与数据采集模块该模块负责监测变电站各个关键设备的状态，如变压器、断路器、避雷器等。
通过传感器和仪器，采集并传输关键参数，如温度、电流、电压等数据到数据处理中心。
2.2 数据处理与分析模块数据处理与分析模块接收来自监控与数据采集模块的数据，并进行实时分析和处理。
通过算法和模型，对数据进行分析，判断设备的工作状态，并提供相应的预警信息。
2.3 远程控制与操作模块该模块提供远程控制和操作变电站设备的功能。
通过网络连接，实现对设备的远程开关和参数调整，减少人工干预，提高操作的便捷性和效率。
2.4 数据存储与管理模块该模块用于存储和管理变电站的历史数据和实时数据。
通过数据备份和归档，确保数据的安全性和完整性，并提供数据查询和分析的功能。
3. 系统功能变电站智能辅助系统主要具有以下几个功能：3.1 设备状态监测系统能够实时监测变电站各个关键设备的状态，如温度、电流、电压等，并提供实时展示和报警功能，以便及时发现和处理异常情况。
3.2 智能数据分析系统能够根据采集到的数据进行智能分析，通过算法和模型，判断设备的工作状态，并提供预警信息，帮助操作人员及时采取措施，避免设备故障。
3.3 远程控制与操作操作人员可以通过系统远程控制变电站设备的开关状态和参数调整，减少人工干预，提高操作的便捷性和效率。
3.4 数据存储与查询系统能够存储和管理变电站的历史数据和实时数据，并提供数据查询和分析的功能，帮助人员了解设备的运行情况和趋势。
智能变电站综合监控系统技术方案
智能变电站综合监控系统技术方案第一章项目需求分析和建设目标智能变电站综合监控系统用以解决传统变电站监控平台自动化水平低、安全等级差、工作效率低、管理及维护成本高的问题,一旦变电站/电网企内部发生安全或者设备数据警讯，系统可通过综合监控系统集中管理、集中监控、集中存储，便于应急指挥，摆脱了传统系统各自独立、各自为政的旧模式，为变电站的管理向自动化、网络化、数字化、智能化方向发展提供有力的技术保障。
第二章系统设计规范及系统结构根据《智能变电站技术导则》（Q／GDW_383-2009）、《110kV～220kV智能变电站设计规范》（Q／GDW_393-2009）、《330kV～750kV智能变电站设计规范》（Q／GDW_394-2009）等文件精神，结合我公司实际应用案例，采用分布式和模块化架构，把智能变电站综合监控系统分为三级中心、六大功能模块、八大业务子系统。
1、三级中心：三级中心为省、市和集控站三级中心，或者市调、集控站和变电站三级中心，根据不同的实际情况进行配置和管理。
2、六大功能模块：管理服务器认证管理服务器（集群/分发管理）流媒体服务器（含网关服务器）通信服务器（前端设备通信）录像服务器（录像、磁盘管理）客户端（含解码）3、八大业务子系统视频监控子系统；环境监测子系统；安全警卫子系统；消防子系统；门禁子系统；设备控制子系统；SF6监测报警子系统；四遥联动子系统第三章统设计原则为确保系统建成后顺利运行及适应未来技术发展的需要，在本次智能变电站综合监控系统工程设计中，电科恒钛坚持长远规划分布实施的原则，将系统建设成为一种具有技术先进，实用可靠，扩展性好，有利管理，投资合理的监控系统。
1、可靠性原则在本次视频及环境监控系统工程中，我们首先考虑的是实用性和可靠性，遵循面向应用、注重实效、急用先上、逐步完善的原则，以确保使用的技术及设备成熟可靠。
在系统的设计和实施工程中，充分考虑系统的可靠性。
在整体设计时关键部位必须有充足的备份措施，对于重要的网络部位应当采取先进可靠的容错技术。
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主油箱气体压力 光纤压力传感器，UDM-502-T测设备
智能组件柜
智能组件柜
智能组件柜 主变本体
主变本体，智能 组件柜
2个测温点
2个测温点 通道数
变送器接口
8气+微水监测
1个电流通道 气体压力变送 局部放电的超高
频信号
DC4－20mA电流 DC4－20mA电流 不用传感器，用公式
电压渐变抗扰度
电磁兼容性 能
电压暂降和短时中 断抗扰度
浪涌（冲击）抗扰 度
电快速瞬变脉冲群 抗扰度
振荡波抗扰度
静电放电抗扰度
+20%～-20%
50%暂降0.1s，中断 0.05s
4级
4级
3级
4级
工频磁场抗扰度
5级
脉冲磁场抗扰度
5级
阻尼振荡磁场抗扰 5级 度
射频电磁场辐射抗 3级 扰度
IEC61850标准服务支持
基于SISCO通信标准库开发的IEC61850-81的站层通信协议标准MMS；
支持过程层实时状态量采集和命令控制的 IEC61850-8-1的GOOSE协议标准；
支持过程层模拟量电流、电压的采样值服 务IEC61850-9-2标准格式；
IEC61850标准互操作
工具支撑最新IEC61850变电站配置文件Schema 语法校验功能保证了模型、服务的配置文件互操作 性；
智能组件与系统层间实时传输SMV、GOOSE报文，支持 站域保护；
网络满流量时保证GOOSE响应的实时性，可靠抵御网络 风暴；
支持IEEE1588-2008或秒脉冲对时； 能够适应户外运行环境，工作温度范围-40℃~+85℃；
智能组件柜的环境适应能力
电磁兼容能力，可适 应智能组件柜内强电 磁干扰环境；
微水） 铁芯接地电流 ：选用穿心CT检测技术
智能组件的设计原则
各功能模块完全电气隔 离
内部信息只在智能组件 内部
站域共享信息连接至网 络
根据功能装置独立
系 统 网 络
U1
H1
U2
H2
U3 MT1
U4 M1
U5 P1 M2
U6 M3
U7 MT2
U8 M4
U9 P2 M5
U10 M6
POWER
智 能 组 件 内 部 结 构 示 意 图
逻辑节点
变压器：(power transformer)
类型 PTR
PTW
名称
默认关联 逻辑节点
默认terminal数
变压器 变压器绕组
YPTR YEFN YLTC YPSH
2卷变默认下跟 2个绕组，3卷 默认跟3个绕组 （PTW）
1
(这里将YEFN及YPSH都列了出来，其中YEFN为消弧线圈，YPSH为避雷器)
lnType=" YEFN " lnInst="3" prefix="" desc="" /> <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YPSH "
lnType=" YPSH " lnInst="4" prefix="" desc="" /> <TransformerWinding name="SHRTw1" type="PTW" >
智能变压器模型
变压器独立建立间隔。一次设备用PTR、PTW等建模。 过程层接口LN固定包括YPTR、YLTC。 如下为示例： <PowerTransformer name=”1#主变” type="PTR" > <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YPTR "
系统特点
思源电气变电站智能设备状态监测系统，由功能 传感变送器、智能组件柜、系统层网络、状态监 测系统软件有机组成。通信协议完全符合 IEC61850标准，模型符合IEC61850-90-3的标准 框架。遵循《Q/GDW XXX-2009高压设备智能化 技术导则》，融合了数学模型、模式识别、数据 挖掘等先进工具的专家系统，使系统具有“测量 数字化、控制网络化、分析就地化、状态可视化、 功能一体化、信息互动化”的特征。
lnType=" YPTR " lnInst="1" prefix="" desc="" /> <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YLTC "
lnType=" YLTC " lnInst="2" prefix="" desc="" /> <LNode iedName=" None " ldInst=" None " lnClass=" YEFN "
一次设备
一次设备本体 （主变/电抗器
/GIS）
传感器及控制 信号
变送器 智能一次设备
智能组件柜
智能组件柜 （可根据需求 选配）： 智能单元 合并单元 检测单元 监测功能组主 IED（数据存 储、就地分 析） 保护、测控 电能质量监测 计量
智能设备系统框图
系统层网络
交换机 交换机柜
系统层
状态监测系 统： 1.状态显示 2.基本告警 3.可编程专 家系统
。。。。。 其他变电站 。。
以太网
IEC61850
主变压器 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
铁芯电流专业检 测单元
油色谱专业检测 单元
过程层交 换机
IEC61850
GIS 监测功能组主IED
(由通用检测单元 装置兼任)
避雷器专业检测 单元
局部放电专业检 测单元
过程层交 换机
站内系统结构
灵活的映射规则管理方案保证了应用模型的标准互 操作（模型标准化存在地区差异）；
各种开入、开出虚端子设计使得装置之间的信号连 接配置的标准化；
系统配置工具一、二次一体化设计，SSD和FUN； KEMA一致性认证是满足IEC61850互操作的基本
要求；
KEMA认证
智能变压器建模实例
逻辑节点 智能变压器模型
各变电站状态监测系统还可以通过电力通 信网络及路由器实现信息共享，为智能电 网的互动性、共享性要求做好有力的支撑。
状态监测中心系统结构框图
GPS 以太网
电力数据通信网
交换机
B/S结构
104
远方数据处理及通信装置
交换机
IEEE1588网 络对时方式
监测中心/远 方调度
路由器
VDU
打印机
交换机
状态监测站
项目
组
设备选型
安装位置
测 10kV开关柜 QS-Safe1000光纤光 智能组件柜
量 在线测温
栅在线测温系统
实现功能 在线测温
要求 输出485接口
变电站设备需求
功 能
项目
组
表4.状态监测平台
设备选型
安装位置
状态可视化
状
态 基本告警功
监能 测
SHR-5000SD
平
台 可编程专家
诊断系统
主控室
系统特点
IEC61850-9-2
顶层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
底层油温
BWY-804J(TH)，UDM-502-T合并单元
智能组件柜
监测
光纤绕组测温
-
油中溶解气体 油中水分
TROM-600HW-SD，UDM-502-T合并单元
铁心接地电流
TIC-I-SD，UDM-502-T合并单元
测量数字化 开关、刀闸的位置 共50点
机械特性
机械特性 机械特性
共48点数 泄漏电流、动作次数
要求
包括同一间隔隔离开关、 接地开关等，支持顺序 操作 智能组件集成合并单元 空结点
485信号
4-20mA 4-20mA 4-20mA
IEC61850 4-20mA
变电站设备需求
表3.10kV开关柜
功 能
注 ： 1. H1站 域 网 络 交 换 机 、 H2组 件 内 网 络 交 换 机 2. P1、 P2功 能 模 块 组 3. MT1、 MT2功 能 模 块 组 主 板 4. M1-M6自 检 测 单 元 5. U1-U10隔 离 变 压 器
变压器智能组件柜设计方案一
有载分接开关、 冷却器
CT
<Terminal name="Term1" connectivityNode="null/null/null/null" substationName="null" voltageLevelName="null" bayName="null" cNodeName="null"/> </TransformerWinding> </PowerTransformer>
变电站设备需求
功能 组
项目
控制
冷却器 有载分接开关
测量
集成 CT
表1.变压器智能化项目
设备选型
安装位置
实现功能
UDM-502-T合并单元 UDM-502-T合并单元