CN110299758A - 一种变电站综合在线监测及诊断*** - Google Patents

一种变电站综合在线监测及诊断*** Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种变电站综合在线监测及诊断***,包括监测单元用于监测变电站内设备的数据和状态信息,发送到通信服务器;通信服务器用于接收监测单元发送的数据和状态信息进行汇总,并发送到分析诊断服务器;分析诊断服务器用于基于多方法综合投票的诊断方法对汇总后的数据和状态信息进行分析,判断设备的实时运行状态,生成设备运行状态报告,发送到数据展示服务器;数据展示服务器将设备运行状态报告通过图表形式进行数据显示。本发明通过对变电站主要电力设备变压器、电抗器、电容器等的综合在线监测分析和诊断,确定设备的实时运行状态,减少因故障造成的检修停电时间,提高设备运行可靠性,具有重要的经济价值和社会价值。

Description

一种变电站综合在线监测及诊断***
技术领域
本发明涉及传统变电站和智能变电站的状态在线监测领域,具体地说是一种变电站综合在线监测及诊断***。
背景技术
随着社会经济的飞速发展,电力成为社会与经济发展的关键动力之一,因此输变电设备的重要性也不言而喻。如何诊断变电站内输变电设备是否是正常运行,如何有效利用在线监测单元提供的监测数据对输变电设备的状态进行分析诊断,确定变电站及站内设备是否正常运行,都是我们需要探讨和研究的。通过研究分析输变电设备在线监测故障的策略以及其运用,可推断输变电设备故障处并及时解决,确保变电站内输变电设备的安全正常运行。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种变电站综合在线监测及诊断***,解决变电站内变压器、电抗器、电容器和其他电力设备的状态数据采集、分析、存储和诊断的问题。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:
一种变电站综合在线监测及诊断***,包括监测单元、通信服务器、分析诊断服务器和数据展示服务器;
监测单元用于监测变电站内设备的数据和状态信息,发送到通信服务器;
通信服务器用于接收监测单元发送的数据和状态信息进行汇总,并发送到分析诊断服务器;
分析诊断服务器用于基于多方法综合投票的诊断模型对汇总后的数据和状态信息进行分析,判断设备的实时运行状态,生成设备运行状态报告,发送到数据展示服务器;
数据展示服务器将设备运行状态报告通过图表形式进行数据显示。
所述监测单元包括:
油色谱监测单元,用于监测变压器和电抗器的油中溶解气体含量、产气速率和监测单元自身状态,发送到通信服务器;
局部放电监测单元,用于监测变压器和电抗器的局部放电量、放电次数、放电相位和单元自身状态,发送到通信服务器;
套管监测单元,用于监测变压器和电抗器套管的电容量、介质损耗、末屏电流和单元自身状态,发送到通信服务器;
铁心接地监测单元,用于监测变压器和电抗器铁心的接地电流和单元自身状态,发送到通信服务器;
有载调压开关监测单元,用于监测变压器和电抗器有载调压开关的档位、触头磨损和单元自身状态,发送到通信服务器;
绕组热点监测单元,用于监测变压器和电抗器绕组的热点温度、最热点温度和单元自身状态,发送到通信服务器;
容性设备绝缘检测单元,用于监测容性设备的电容量、介质损耗、泄露电流和单元自身状态,发送到通信服务器;
SF6监测单元,用于监测SF6的浓度、气体压力、水分含量和单元自身状态,发送到通信服务器;
避雷器监测单元,用于监测避雷器的全电流有效值、阻性电流基波峰值、阻容比值和单元自身状态,发送到通信服务器。
所述容性设备包括变压器的套管、变电站内的电压互感器、电流互感器和电容器。
所述监测单元自身状态包括电源状态、通信状态以及运行状态。主要包括电源是否接通,通信是否正常,装置处于运行状态还是休眠状态。
所述基于多方法综合投票的诊断模型为:
步骤1:选择一个待诊断的设备;
步骤2:获取最新数据,按照设定阈值判断是否有超标;如果有超标,继续执行诊断,否则退出诊断;
步骤3:按照设备类型,获取对应的算法配置信息,生成待执行算法列表,故障类型票数初始化为0;
步骤4:从待执行算法列表中,取出一种算法;
步骤5:加载该算法需要的实时数据和历史数据;
步骤6:执行算法,参考算法的预置权值,给出设备故障类型概率;
步骤7:故障类型得票数更新;
步骤8:判断是否所有算法都执行完毕,若否,跳转到步骤4执行;若是,取出票数最多的故障类型;
步骤9:按照故障类型和算法配置列表,查找案例数据库;
步骤10:若数据库中有类似案例,则取出对应的故障原因,输出诊断结果,诊断流程结束;否则,进行案例评审;
步骤11:如果案例评审通过,则更新案例数据库;输出故障原因和案例,诊断流程结束。
所述通信服务器可以使用WEBSERVICE或IEC103方式将数据上传至其他站内后台***或站外数据平台。
本发明具有以下有益效果及优点:
本发明通过对变电站主要电力设备变压器、电抗器、电容器等的综合在线监测分析和诊断,确定设备的实时运行状态,减少因故障造成的检修停电时间,提高设备运行可靠性,具有重要的经济价值和社会价值。
附图说明
图1是本发明的***结构图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
构建一种变电站综合在线监测及诊断***,解决变电站内变压器、电抗器、电容器和其他电力设备的状态数据采集、分析、存储和诊断的问题。该***由通信服务器、分析诊断服务器、数据展示服务器、在线监测汇集柜、装置中油色谱监测单元、局部放电监测单元、套管监测单元、铁心接地监测单元、有载调压开关监测单元、绕组热点监测单元、容性设备绝缘检测单元、SF6监测单元、避雷器监测单元等单元组成。依靠***内的通信服务器,对下实现多种监测单元数据的接入和监测单元的控制,对上实现全站监测数据的汇总和上送,解决不同监测单元之间、站内外***之间相互通信的问题。通过变电站综合在线监测及诊断***的分析诊断服务器,将收集到的各种监测数据进行多方位的比较,采用多种方法对设备监测数据进行诊断,解决设备在线实时状态难以判断的问题。通过变电站综合在线监测及诊断***的数据展示服务器,解决全站数据多种类,多来源的统一显示问题。现有的变电站监测与诊断***中存在诸如诊断方法单一、监测数据过少、数据处理方式简单、未妥善参考运行情况及环境状况等问题。本文针对这些问题并结合实际运行,对变压器故障常规诊断方法进行对比分析,提出了基于多方法综合投票的诊断模型,该种模型将改良三比值法、大卫三角形、罗杰斯三比值法、道奈堡四比值法和IEC60599诊断方法进行组合实现变压器的故障诊断,以改善单一诊断方法的不足。相关测试表明,该***具有良好的人机界面和实用操作性,能实现对变电站内输变电设备运行状态的全方位监测。
如图1所示为本发明的***结构图。
该***由通信服务器、分析诊断服务器、数据展示服务器、汇集柜、装置中油色谱监测单元、局部放电监测单元、套管监测单元、铁心接地监测单元、有载调压开关监测单元、绕组热点监测单元、容性设备绝缘检测单元、SF6监测单元、避雷器监测单元等单元组成。下面结合附图和具体实施方式进行进一步的详细描述。
通信服务器作为整个变电站综合在线监测及诊断***的通信处理单元,负责与油色谱监测单元、局部放电监测单元、套管监测单元、铁心接地监测单元、有载调压开关监测单元、绕组热点监测单元、容性设备绝缘检测单元、SF6监测单元、避雷器监测单元等单元进行数据交互,支持MODBUS、IEC104、IEC61850通信规约,同时将收集到的各种监测数据和状态信息进行汇总,使用WEBSERVICE或IEC103方式将数据上传至其他站内后台***或站外数据平台。
分析诊断服务器作为整个变电站综合在线监测及诊断***的数据存储、分析诊断单元,负责将通信服务器收集的各监测单元数据进行存储。通过***提供的基于多方法综合投票的诊断模型对监测单元数据进行分析诊断,进而判断设备实时运行状态,生成设备运行状态报告,使用通信服务器将报告上送相关***平台。
数据展示服务器作为整个变电站综合在线监测及诊断***的数据展示单元,从分析诊断服务器中获取监测单元的实时和历史数据记录,以图表的形式进行数据显示。可提供的人机交互界面有窗体和Web。
在线监测汇集柜作为整个变电站综合在线监测及诊断***的部署单元,提供通信服务器、分析诊断服务器和数据展示服务器的安装位置,保障服务器不受外来风险。
油色谱监测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供变压器、电抗器设备的油中溶解气体含量、产气速率、单元自身状态等数据。
局部放电监测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供变压器、电抗器设备的局部放电量、放电次数、放电相位、单元自身状态等数据。
套管监测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供变压器、电抗器套管的电容量、介质损耗、末屏电流、单元自身状态等数据。
铁心接地监测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供变压器、电抗器铁心的接地电流、单元自身状态等数据。
有载调压开关监测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供变压器、电抗器有载调压开关的档位、触头磨损、单元自身状态等数据。
绕组热点监测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供变压器、电抗器绕组的热点温度、最热点温度、单元自身状态等数据。
容性设备绝缘检测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供容性设备的电容量、介质损耗、泄露电流、单元自身状态等数据。
SF6监测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供SF6的浓度、气体压力、水分含量、单元自身状态等数据。
避雷器监测单元作为整个变电站综合在线监测及诊断***的监测单元,提供避雷器的全电流有效值、阻性电流基波峰值、阻容比值、单元自身状态等数据。

Claims (6)

1.一种变电站综合在线监测及诊断***,其特征在于:包括监测单元、通信服务器、分析诊断服务器和数据展示服务器;
监测单元,用于监测变电站内设备的数据和状态信息,发送到通信服务器;
通信服务器,用于接收监测单元发送的数据和状态信息进行汇总,并发送到分析诊断服务器;
分析诊断服务器,用于基于多方法综合投票的诊断模型对汇总后的数据和状态信息进行分析,判断设备的实时运行状态,生成设备运行状态报告,发送到数据展示服务器;
数据展示服务器,将设备运行状态报告通过图表形式进行数据显示。
2.根据权利要求1所述的变电站综合在线监测及诊断***,其特征在于:所述监测单元包括:
油色谱监测单元,用于监测变压器和电抗器的油中溶解气体含量、产气速率和监测单元自身状态,发送到通信服务器;
局部放电监测单元,用于监测变压器和电抗器的局部放电量、放电次数、放电相位和单元自身状态,发送到通信服务器;
套管监测单元,用于监测变压器和电抗器套管的电容量、介质损耗、末屏电流和单元自身状态,发送到通信服务器;
铁心接地监测单元,用于监测变压器和电抗器铁心的接地电流和单元自身状态,发送到通信服务器;
有载调压开关监测单元,用于监测变压器和电抗器有载调压开关的档位、触头磨损和单元自身状态,发送到通信服务器;
绕组热点监测单元,用于监测变压器和电抗器绕组的热点温度、最热点温度和单元自身状态,发送到通信服务器;
容性设备绝缘检测单元,用于监测容性设备的电容量、介质损耗、泄露电流和单元自身状态,发送到通信服务器;
SF6监测单元,用于监测SF6的浓度、气体压力、水分含量和单元自身状态,发送到通信服务器;
避雷器监测单元,用于监测避雷器的全电流有效值、阻性电流基波峰值、阻容比值和单元自身状态,发送到通信服务器。
3.根据权利要求2所述的变电站综合在线监测及诊断***,其特征在于:所述容性设备包括变压器的套管、变电站内的电压互感器、电流互感器和电容器。
4.根据权利要求2所述的变电站综合在线监测及诊断***,其特征在于:所述监测单元自身状态包括电源状态、通信状态以及运行状态。
5.根据权利要求1所述的变电站综合在线监测及诊断***,其特征在于:所述基于多方法综合投票的诊断模型为:
步骤1:选择一个待诊断的设备;
步骤2:获取最新数据,按照设定阈值判断是否有超标;如果有超标,继续执行诊断,否则退出诊断;
步骤3:按照设备类型,获取对应的算法配置信息,生成待执行算法列表,故障类型票数初始化为0;
步骤4:从待执行算法列表中,取出一种算法;
步骤5:加载该算法需要的实时数据和历史数据;
步骤6:执行算法,参考算法的预置权值,给出设备故障类型概率;
步骤7:故障类型得票数更新;
步骤8:判断是否所有算法都执行完毕,若否,跳转到步骤4执行;若是,取出票数最多的故障类型;
步骤9:按照故障类型和算法配置列表,查找案例数据库;
步骤10:若数据库中有类似案例,则取出对应的故障原因,输出诊断结果,诊断流程结束;否则,进行案例评审;
步骤11:如果案例评审通过,则更新案例数据库;输出故障原因和案例,诊断流程结束。
6.根据权利要求1所述的变电站综合在线监测及诊断***,其特征在于:所述通信服务器可以使用WEBSERVICE或IEC103方式将数据上传至其他站内后台***或站外数据平台。
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