基于智能变电站二次设备模块化设计探讨论文（五篇范例）

第一篇：基于智能变电站二次设备模块化设计探讨论文

摘要：模块化二次设备对国内厂家生产技术水平的提高具有重要的作用，其能够避免社会资源的浪费，显著提高经济效益和社会效益。本文从二次设备集成化思路及关键技术入手，进而探讨了模块化二次设备设计方案，智能化变电站电气二次模块化设计，以其为相关设计人员作理论依据和重要的参考。

关键词：模块化设计;二次设备;变电站二次设备集成化思路及关键技术

1.1需求分析

二次设备整合和集成是实现新一代智能变电站最终目标的首要任务及重要途径。从技术和产业发展需求的角度来分析，二次设备按面向间隔配置，每个间隔部署保护、测控、PMU、计量、录波等装置，各装置功能相互独立，可靠性高，维护方便。随着计算机技术发展及芯片集成化处理能力不断提高，在保障电网安全运行可靠的前提，将现有成熟应用的功能、设备进行集成或整合。

1.2整合方案

针对新一代智能变电站新技术的提出，可以采用面向多间隔进行同类功能集成;面向单间隔进行不同类的多功能集成;智能化变电站系统在逻辑上可分为站控层，间隔层和过度层三个层次，站控层设备集成则采用一体化业务平台。对站控层进行优化整合，设置两套本地功能监控主机，一台集成监控主机，操作员站，数据服务器，保护故障信息子站功能，另一台集成监控主机，操作员站，数据服务器，工程师站功能，其余功能独立设置。

间隔层设备集成方式采用多功能测控装置、多合一集成装置、保护测控装置、站域保护控制装置、集中式保护;例如将故障录波装置和网络记录仪一般独立配置和组屏，实现两者大部分采集单元的共享。35KV线路、并联电容器、电抗器、站用变在保护测控一体化的同时，增加计量插件即可实现计量功能。在间隔层实现全站打印机优化配置。

过程层设备集成方式采用合并单元智能终端集成装置，就地柜安装;完成与一次设备相关的功能，包括实时运行电气量采集，设备运行状态监测、控制命令的执行等。.1.3关键技术

新型二次设备的关键技术有：

(1)集成化二次设备硬件平台化技术，采用通用一体化硬件平台和插件式功能板件设计，达到“插件易更换，装置易互换”的应用效果;模块化的二次设备由不同的功能单元组成，包括保护、测控、故障录波、网络分析仪、同步时钟、服务器、交换机j辅助控制设备、交直流馈线单元、交流ATS、直流充电模块、数据网设备、二次安防设备、光端机、PCM等等、通过不同类型、数量的功能单元进行排列组合，来形成适用于不同电压等级不同规模变电站的模块。同进采用模块化的多CPU硬件架构加速内部总线统一高效的数据采样、数据处理、数据存贮、数据传输处理。

(2)二次设备功能模块化和配置组态技术，通过装置支撑软件提供接口，将应用功能与硬件平台解耦;选配不同的插件和功能模块组建合适的应用装置;应用功能模块支持可视化编程和配置组态;具有结构清晰、集成度高、扩展性好、适应性强等特点。

(3)二次设备运行状态采集和监视技术，由自检信息扩展至物理板件、通信端口以及逻辑链路等监测;采用嵌入式采集方式;为二次设备可视化运维、健康评估和状态检修提供数据支持。

(4)时间同步状态监测技术，闭环时间同步状态管理，监测量包括对时状态测量数据和设备状态自检数据，前者对二次设备外部进行对时同步侦测，后者对于二次本身故障进行快速侦测，如对时信号状态等。采用SNTP问答机制进行时间同步状态监测;以告警直传上送时间同步状态给调度。

2二次设备模块化设计

二次设备采用模块化设计，解决传统建设模式存在的现场施工量大、施工周期长、建设质量难以掌控、二次设备接线工作量大的问题。采用预制电缆，实现一次设备本体与智能控制柜间的标准化“即插即用”连接;减少现场接线、调试工作量，最终实现一次设备与二次设备、二次设备间的标准化“即插即用”方案。

模块的安装如搭积木玩具一样，将模块组装在相应的位置上。便于现场施工，提高施工进度与质量。首先需要将模块接口标准化能够同时实现多个模块之间的机械拼接，电气拼接与网络拼接。机械方面拼接是指模块的安装、固定。电气方面拼接是指多个模块的装置电源，外部强弱电开入等接口进行整合;网络方面拼接是指将多个模块的以太网、现场总线等网络通信方式进行整合。

2.1模块化设计方案

2.1.1组合二次设备的模块式设计

结合变电站标准配送式理念，针对组合式二次设备的特点，在现有硬件系统及生产丁艺不需大改的基础上，设计组合式二次柜体，集成多个功能模块设备(后台、服务器、电源等)，在厂家生产、拼装、调试后，以整体形式发往现场，减少现场施工量及施工周期。组合柜内采用固定模块式设计，方便后期更换及运维。

2:1.2组合二次设备的即插即用

由厂家在柜内设置集中接线区，将柜间装置的输入输出信号及电源在集中接线区进行航空插头配置，通过与柜外的预制光缆和预制电缆直接连接，达到与系统沟通的功能。建议采用装置加标准件的模式安装于模块安装于本体上，尽量不用或少用紧固件，支持功能单元的在线更换。组合柜与外部预制线缆在现场可进行快速对接，实现即插即用。

2.2模块化组屏及内部接线方案

二次设备室组屏采用模块化组屏方式，模块柜内通过采用一体化底座完成屏柜固定及预制线缆储纤功能;通过屏间侧壁开孔，完成模块内部走线，减少现场安装接线。

2.3模块柜组合二次设备的即插即用方案

各模块间及与各一次设备之间，采用航空插头实现电气设备本体与汇控柜间的标准化连接，采用预制光缆等“即插即用”连接方式替代现场熔接，减少现场接线、调试工作量，最终实现一次设备与二次设备、二次设备间的标准化连接方案。

参考文献

[1]曹楠，王芝茗，李刚等.智能变电站二次系统动态重构初探[J].电力系统自动化，2014(5).[2]郭鑫.智能变电站二次设备仿真测试技术研究[D].华北电力大学2015.

第二篇：关于智能变电站设计的毕业设计(论文)开题报告

华 北 电 力 大 学

毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告

题目： 浙江云林110kV智能变电站设计

学生姓名： ** 学 号： ********** 所在院系： 电气与电子工程学院 专业班级：******** 指导教师： ***** 职 称： 副教授

2011 年 4 月 5 日

一、选题背景和意义

变电站作为输配电系统的信息源和执行终端，要求提供的信息量和实现的集成控制越来越多，因此，目前的变电站迫切需要一个简约的、智能的系统，实现信息共享，以减少投资，提高运行、维护效率。这些运行和管理的需求使智能变电站成为变电站自动化系统的发展新方向。随着计算机应用技术和现代电子技术的飞速发展，智能变电站离我们越来越近。

建设智能变电站（即数字化变电站）的必要性 1.电力市场化改革的需要

变电站作为输配电系统的重要组成部分，市场化改革对其也提出了新的要求：从变电站外部看，更加强调变电站自动化系统的整体信息化程度，和与电力系统整体的协调操作能力；从变电站内部看，体现在集成应用的能力上，也不同于传统的变电站自动化装置的智能。2． 现有变电站自动化系统存在的不足

1）装置功能独立，且部分内容重复，缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能，但是却没有真正意义上的变电站系统智能，由于功能独立，装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化；高级应用功能，如状态估计、故障分析、决策支持等尚未完全实现。

2）二次接线复杂、CT/VT负载过重由于测量数据和控制机构不能共享，自动化装置之间缺乏通信等原因，变电站内二次接线十分复杂，且系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约，在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，也增加了运行、维护的难度，给设计、调试和维护带来了一定的困难，降低了系统的可靠性。同时，存在大量硬接线，造成CT/VT负载过重。

3）装置的智能化优势未得到充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用，使得智能装置的作用并未完全发挥，从而降低了自动化系统的使用效率和投资价值。

4）缺乏统一的信息模型。相互独立的自动化装置间缺乏互操作性，一方面局限了其在站内的应用，另一方面也给集控中心对信息的集成和维护带来困难。

数字化变电站是基于IEC61850标准体系上，采用了非常规互感器、智能化的一次设备、网络化的二次设备，能够实现智能设备之间的互操作和信息的共享。因为IEC61850技术的先进性，它将推动我国电力系统自动化控制的变革，为我国电力系统稳健、持续的发展奠定坚实的基础，也将产生巨大的效益。数字化变电站是智能电网发展的主要方向。

二、国内外研究现状

我国的智能变电站的发展及研究现状：

国家电网公司在《国家电网公司“十一五”科技发展规划》中明确担出在‘十一五’期间要研究、实施示范智能变电站。国内各网省公司纷纷开始智能变电站试点工程的建设。

目前，智能变电站技术很多，有些已成熟，有些还在研究阶段，有的还处于概念阶段。如：

1）一次设备智能化的实践：目前已有应用，如淮北桓潭110kV智能变电站。2）二次功能网络化的实践：目前已有工程应用，如洛阳金谷园110kV数字化变电站。

3）设备状态检修的实践：智能一次设备状态检修的实践，继电保护二次设备状态检修的实践，目前正在开展研究。

4）站内智能高级应用方案研究：智能告警及分析决策经济运行与优化控制等，正在研究阶段。

5）分布协同智能控制与智能保护研究：目前正在研究阶段。6）主变压器应用新型光栅式温度在线监控系统：目前正在研究阶段。7）GIS组合电气应用SF6压力、微水在线监测系统。

智能变电站研究、建设工作尚处于赴阶段，重点工作主要集中在智能化开关设备的研究开发，尚不具备大范围推广应用的基本条件。主要问题表现在： 1）智能变电站没有相应的设计规范、验收规范、装置检验规程、计量检定规程、运行规范等，需要在实践中不断研究、摸索并制定。

2）智能变电站技术尚不成熟，在智能设备检测装置、一体化信息、平台开发等方面还存在不足之处。

3）智能变电站的投产，使得原有的检验手段已不能满足现场检验的需要，亟待研究新的检测方法，配置相应的检测仪器。

4）智能变电站与传统变电站的导致在维护界限、人员分工等方面需要重新划分。

国外的变电站自动化技术的发展：

国外的变电站自动化技术的发展是从20世纪80年代开始的，以德国西门子公司为例，该公司于1985年投运了第一套变电站自动化系统LSA-678，此后陆续在德国及欧洲投运的该型变电站自动化系统达300多套，LSA-678变电站综合自动化系统1995年在中国正式投运。LSA-678系统结构有两类：一类是全分布式系统；另一类是集中与分布式相结合的系统。这两类系统均由64MB测控系统、7S/7U保护系统和8TK开关闭锁系统三部分构成。

20世纪90年代，日本在多座高压变电站采用了以计算机监控系统为基础的运行系统，其主要特点是继电保护装置下放至开关站，并设置微机控制终端，采集测量值和断路器触点信息，通过光缆传输到主控制室的后台计算机系统中，断路器及隔离开关的操作命令也由主控制室通过光缆下达至终端执行。

总体上来看，国外变电站自动化技术的发展趋势同国内的发展趋势基本上一致，分布式变电站自动化系统已逐步成为技术发展的主流。

三、设计（论文）的主要研究内容及预期目标

主要研究内容：

1）分析智能变电站和传统变电站的区别。2）分析智能变电站需求和功能

3）了解数字化变电站三层网络的含义，在变电站内，三层网络内各智能设备的类型和特点是什么。

4）了解GOOSE、MMS、SV的组网特性。

5）以浙江110KV云林变为例，对站内的二次设备产品、网络、监控后台进行设计和配置。其中包括：

Ⅰ.完成智能变电站一次系统设计

包括变压器的选择：变压器型号及台数的确定；变压器中性点接地方式选择、变压器容量的选择等；电气主接线设计：主接线设计的原则、常见的主接线方式、主接线的经济技术方案比较、主接线的确定；短路电流计算的相关要求和规定、短路点的选取、短路电流的计算；电气设备选择的原则、主要电气设备的选择等。Ⅱ.完成智能变电站二次系统设计 包括通信方式设置，通讯系统协议等。

本文将以浙江云林110KV变电站为契机，设计出技术先进、稳定、典型的新型智能变电站。

四、工作进度安排1、3月25日——4月5日 熟悉课题，收集相关资料，了解相关背景知识，进行可行性分析2、4月5日——5月15日 学习数字化前沿技术和数字化产品测试，并在此基础上结合IEC61850理论基础，完成课题的主题设计，其中包括智能变电站的一次和二次系统的设计，分别分3周时间共计6周进行了解和设计。

3、5月15日——5月25日 完成毕业设计论文，分初步完成和最后修改两步完成。

五、参考文献

[1] 高 翔 数字化变电站应用技术 北京：中国电力出版社,2008 [2] 高 翔，继电保护状态检修应用技术，北京：中国电力出版社,2008.[3] 庞红梅, 李淮海，张志鑫，周海雁 110kV智能变电站技术研究状况 电力系统与保护控制，2010.3 [4] 易永辉 智能变电站信息采集及相关应用研究 许继集团有限公司 2011 [5] GB 14285-2006 继电保护和安全自动装置技术规程

[6] 35～110KV 变电所设计规范 GB 50229-2006 主编部门:中华人民共和国能源部 批准部门:中华人民共和国建设部 施行日期:1993 年 5 月 1 日

[7] 《110(66)千伏～220千伏智能变电站设计规范》 国家电网公司，2010 [8] DL/T 587-2007微机继电保护装置运行管理规程 [9] 姚春球, 发电厂电气部分.北京:中国电力出版社,2008 [10]许继 Q/XJS 11.050－2001电力系统保护与监控装置通信规约[S] [11]殷志良 数字化变电站中采样值同步技术研究[J].华东电力，2008 [12]林宇锋 智能电网技术体系探讨[J].电网技术，2009

六、指导教师意见

该同学查阅了大量智能变电站相关参考文献，对论文题目认识清楚，有初步的研究思路，研究计划合理，完成了开题报告的要求。

指导教师签名：*****

2011 年 4 月 6 日

第三篇：电力二次设备状态检修和变电站的标准化管理论文

论文摘要：随着我国国民经济的快速发展，国家重点要害部门提高了对供电质量的要求，所以电力设备状态检修显得越来越重要。据《继电保护和电网安全的自动装置检验条例》的要求，常见的继电保护，在于可保证继电功能、安全自动装置、保护元件正常运行，保证回路的定值和接线准确的功能。但是如果保护装置在两次校验中都发生了问题，那么只能等到该保护装置功能的彻底失效时并且需要在以后的校验中方可发现原因。倘若与此同时，电力系统偶尔发生了一些故障，那么保护装置就不可能准确地运行。为了解决这方面的问题，本文对变电站二次设备检修的工作进行了探讨并提出了相关的一些注意事项。

论文关键词：变电站二次设备；状态检修；管理

一、变电站二次设备的状态检修

1.设备检修就是为了保持或恢复设备完成规定功能的能力而采取的技术活动

管好、用好、修好设备，保证现代化设备在使用过程中经常处于良好的技术状态，以满足生产需要，并使检修费用降到最低，是检修工作要求达到的目的。变电站二次设备状态检修的简单步骤包括：首先通过设备状态监控测量，然后由检测最终结果，严谨地分析结果，最后合理地安排检修项目和该项目的时间。通俗地讲，就是在第一时间去了解设备当前的工作情况，用先进的设备监控仪器开展状态监测（可充分运用通信技术、微电子技术等），再综合各方面因素去判断设备的目前状况。在线监测、诊断都在状况检修的范围之内，其检修内容还包含了设备管理、验收和设备的检修、故障记录等多方面。长期以来，电力系统主要的检修机制为实施的防范性计划检修。改革开放几十年来，随着我国实施科教兴国战略，综合国力迅速提升，科学技术水平不断提升，变电站二次设备检修正在由预防性计划检修朝着预知性状态检修的方向过渡。

2.由各种不同的功能，可将变电站准确地分为一次、二次设备

继电保护的监控系统、远程及自动装置作为二次设备的三大组成部分，任何一部分出现故障，都将导致电力系统及设备无法正常运行。在实际工作状况下，由二次设备引起的事故偶有发生，包括不正确运行的结果，往往影响到运行设计人员、产品保障部门等许多方面。由于微型计算机在继电保护上的投入使用，有效提高了断电保护系统高效可靠地运行，降低了成本，提高了检修准确率。

3.监测内容

设备状态检测是变电站二次设备状态检修的主要基础。变电站二次设备的主要监测对象是：交流测量系统、直流操作、信号系统、逻辑判断系统、通信系统、屏蔽接地系统等。其中在交流测量系统内包含着TA、TV良好二次回路绝缘、完好的测量元件、完整的回路；直流系统则包含了操作和信号回路绝缘良好以及完整的回路。

4.监测方式

变电站二次设备依赖传感器进行状态监测。由此看来，变电站二次设备状态监测无论是在技术上、经济上等方面都更容易实现，在不增加多投入状况下，充分利用当前测量方式，这是一般保护状态监测难以实现的。例如二次保险丝的熔断报警装置、直流回路的绝缘监测、CT、PT断线的监测等。微机保护、微机其自身自诊断装置技术的高速发展，为变电站二次设备状态监测成为电站故障诊断的完善系统夯实了坚实的基础。

二、关于变电站二次设备状态检修应注意的几个事项

1.变电站的二次回路的监测问题

由二次设备相互连接，构成对一次回路设备进行测量、控制、调节、保护和监视运行状况、开关位置等信号的电气回路称为二次回路。变电站的二次回路包括三个回路：断路器的控制回路、变电站的信号回路、变电站的同期回路。其中，断路器控制回路的作用是运行人员通过回路的控制开关发出操作命令，要求断路器分闸或合闸，然后经过中间环节将命令传送给断路器操动机构，使断路器能够分闸或合闸，当断路器完成操作后，由信号装置显示已完成操作。连接保护装置的二次回路包括交流电流回路、交流电压回路、直流操作控制回路和信号回路及测量回路。目前，随着保护装置的微机化，很容易实现状态监测。但是由若干继电器及连接的各个设备的电缆组成的二次回路有一个很大的缺点，即分散并且点多。在监测各个继电器触点的工作状况中，如果要以在线的方式监测回路接线的准确性与否，不但成本高、不经济，而且很难做到。所以若要监测该问题，应从设备管理方法这一关键点着手，比如设备验收管理，最好的方法是可以离线监测资料管理。2.二次设备对电磁抗干扰性的监测问题

目前，变电站二次设备对电磁干扰产生越来越强烈的敏感性，主要是由于大量微电子元件以及高集成电路的广泛使用。采样信号失真、元件损坏、自动装置异常都是电磁波对二次设备产生干扰的表现。在二次设备状态检修中及其重要的一项内容是：对二次设备进行关于电磁兼容性的考核试验。电磁兼容是相对电磁干扰而言的。从电磁能量的发射和接受而言，电气和电子设备在其运行中可同时起发射器和接收器的作用。当不希望的电压或电流信号出现在敏感设备上并影响其性能时，则称之为电磁干扰。所谓电磁兼容就是指设备或系统在包围它的电磁环境中能不因干扰而降低其工作性能，它们本身所发射的电磁能量也不足以恶化环境和影响其他设备或系统的正常工作，相互之间不干扰，各自完成各自正常功能的共存状态。为了实现良好的电磁兼容，需要从控制干扰源、降低干扰源与敏感设备间的耦合程度和提高易受影响设备的抗干扰能力3个方面协调地采取措施。对于设备的电磁发射、抗干扰能力应符合相应的考核及试验标准。对各个不同厂站的敏感器件、干扰源进行必要的监测管理。例如检查二次设备的屏蔽接地状况，关于在微机保护装置旁违规使用移动通讯设备的管理等等。

3.一、二次设备两者在状态检修方面的相互关系

电气一次设备是指直接用于生产、输送和分配电能的生产过程中的高压电气设备，包括发电机、电压器、断路器、隔离开关、自动开关、接触器、刀开关、母线、输电线路、电力电缆、电容器、电抗器、电动机等。二次设备是指对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护，以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需要的低压电气设备，如测量仪器、检查装置、信号装置、熔断器、控制开关、继电器、控制电缆等。大多数情况下，只有在一次设备停电检修时，二次设备才可以设备检修。也就是说要首先考虑电气一次设备的情况，然后再对二次设备状态检修进行决策分析，保证二次设备运行可靠，从而缩减停电检修时间，降低检修成本。

4.二次设备检修与设备管理信息系统的关系

设备管理信息系统可以实现计算机管理设备的运行情况，记录历次检修实验，从而实现信息共享。因此，许多供电企业开始建立了该系统，以此来保证在状态检修中做出正确有效的决策。

三、开展状态检修过程中需要注意的一些问题

1.需要更新观念

事物是在不断运动的、变化的，检修工作人员应该解放思想，用变化的思维观念去解决一些设备检修问题，改变传统的预防性设备检修的思考方式。在变电站二次设备检修过程中，要保持冷静，不能急功近利，要有耐性，切忌寻找一种快速的检修方法，要记住不可能在短期内完成这样的系统工程，要养成循序渐进，脚踏实地的工作作风。

2.需要创新体制

国家及企业建立了电力设备检修的一些制度。电力工作人员在只有了解现行专业制度后，才可以更好地做好检修设备的工作，拟好可靠有效地实施方案。比如执行相关专业规定的技术标准、工艺原则等，改进检修内容及方法，合理客观地追究事故责任。总之，要在实践中不断完善变电站二次设备检修制度，不断创新体制，总结探索先进的检修方法，把理论应用到实践中。

3.需要提高检修工作人员专业技术素质

在任何一个大型企业，都需要各类专业工作人员的协调配合工作。状态检修任务艰巨，影响甚大，更需要各类专业人员协同工作，尤其在大型变电站设备的检修过程中，更需要专职人员的密切配合，才能保证检修工作的质量。同时，提高电力工作人员的素质，可以减少不必要的事故发生，因为在电力生产中，许多事故的发生都跟运行人员自身素质有很大关系。同时，随着高电压等级变电站的增多、带电作业的增多、状态检修的推行等，对人员素质提出了更高的要求。因此，加强对工作人员的素质技术培训，提高检修专职人员的素质迫在眉睫，只有这样，才能适应不断增多的高风险作业的要求。

四、结论

变电站的二次设备进行状态检修是电力系统部门发展的必然需要。随着微机保护以及微机自动装置自我诊断技术的大范围地应用，变电站的二次设备状态监测无论在经济方面还是在技术上都是可以解决的。随着科学技术水平的快速发展，变电站二次设备状态检修将有力促进变电站向着综合自动化的方向发展。同时提高检修人员的检修技能，保证运行设备的健康水平，已成为电网安全稳定运行的重要条件之一，也是各供电企业的一项重要工作。

第四篇：变电站智能巡检机器人设计说明书

“小凡”智能机器人设计说明书

一、变电站人工巡检现状分析

1、人工巡检的内容、方式、周期和要求 根据《国家电网公司变电站管理规范》、《无人值守变电站管理规范(试行)》、《安徽省电力公司变电设备管理维护标准》的意见和要求，目前，某供电公司集控站巡视管理规定如下： 1.1变电站设备巡视，分为正常巡视（含交接班巡视）、全面巡视、熄灯巡视和特殊巡视，各类巡视应做好记录。

正常巡视(含交接班巡视)：除按照有关要求执行外，有人值守变电站还应严格执行交接班设备巡视，必须在规定的周期和时间内完成。无人值班变电站：集控站所辖站每日1次；其它集控站所辖站每2日1次。

熄灯检查：应检查设备有无电晕、放电、接头有无过热发红现象。有人值班变电站，无人值班变电站每周均应进行1次。全面巡视（标准化作业巡视）：应对设备全面的外部检查，对缺陷有无发展作出鉴定，检查设备的薄弱环节，检查防误闭锁装置，检查接地网及引线是否好。无人值班变电站每月进行2次，上半月和下半月各进行1次。

特殊巡视：应视具体情况而定。下列情况时应进行特殊巡视：大风前、后；雷雨后；冰雪、冰雹、雾天；设备变动后；设备新投入运行后；设备经过检修、改造或长期停运后重新投入系统运行后；设备异常情况；设备缺陷有发展时；法定节假日、重要保电任务时段等。在法定节假日、重要保电任务时段，各无人值班变电站每日至少巡视一次。1.2迎峰度夏期间除正常巡视外，增加设备特巡和红外测温。无人值班变电站每日巡视1次。红外测温分为正常红外测温、发热点跟踪测温、特殊保电时期红外测温三种。正常红外测温周期为各变电站每周不少于一次，晚高峰时段进行。主要针对长期大负荷的设备；设备负荷有明显增大时；设备存在异常、发热情况，需要进一步分析鉴定；上级有明确要求时，如：特殊时段保电等。

发热点跟踪测温应根据检测温度、负荷电流、环境温度、气候变化等进行发热值的比对，分析设备发热点变化，确定发热性质。其周期为有人值守变电站每日1次，晚高峰时段进行。无人值班变电站每个巡视日1次或值班长视发热情况每日1次。

特殊保电时期、迎峰度夏期间应进行全面测温、重点测温及发热点跟踪测温。

测温记录应记录全面，主要应包含发热设备运行编号、发热部位具体描述、发热点温度、该台设备其它相相同部位温度（或同类型设备相同部位温度）、负荷电流大小、测温时间、天气状况、环境温度等信息。

2、人工巡检有效性分析

变电站值班员进行人工巡检，对运行设备进行感观的简单的定性判断，主要通过看、触、听、嗅等感官去实现的。人工巡视对设备外部可见、可听、可嗅的缺陷能够发现，例如：油位、油温、压力、渗漏油、外部损伤、锈蚀、冒烟、着火、异味、异常声音、二次设备指示信号异常等。

人工巡检受人员的生理、心理素质、责任心、外部工作环境、工作经验、技能技术水平的影响较大，存在漏巡，漏发现的可能性。且对于设备内部的缺陷，运行人员无专业仪器或者仪器精确度太低，通过简单的巡视是不能发现的，比如油气试验项目超标，设备特殊部位发热、绝缘不合格等缺陷；还有一类缺陷只能在操作的过程中才能发现，如机械卡涩、闸刀分合不到位、闸刀机构箱门损坏等。

另一方面，由于无人值班变电站增多，许多变电站的距离也较远，在站内出现事故或大风、大雪及雷雨后因集控站无法出车不能及时巡视时，造成集控站值班员不能及时了解现场设备状态，及时发现隐患，危急电网的安全运行。特别是无法及时了解出现问题的变电站情况，失去优先安排处理的机会。巡视人员巡视设备时需要站在离设备较近的地方，对巡视人员的人身安全也有一定的威胁，特别是在异常现象查看、恶劣天气特巡，事故原因查找时危险性更大。

综上所述，无人值班变电站的人工巡检存在及时性、可靠性差，花费人工较多，存在较大的交通风险和巡视过程风险，巡视效率低下。

二、变电站设备巡检机器人系统结构组成

“小凡”携带红外热像仪，高清数字摄像机，声音探测器三种电站设备检测装置，以自主和遥控的方式代替人对室外高压设备进行巡检，以便及时发现电力设备的内部热缺陷及外部机械或电气问题。例如异物，损伤，发热，漏油等给运行人员提供诊断电力设备运行中的事故隐患和故障先兆的有关数据。该机器人系统的非接触式移动检测与变电站综合主动化的接触式监控结合，可以真正形成全监控方式，大大提高变电站设备运行的安全可靠性。

1、机器人系统的整体结构

该机器人的整体结构主要包括基站，移动体控制系统以及由可见光图像摄像机，红外图像摄像机和声音探测器等组成的电站设备检测系统三部分。移动体是整个机器人系统的移动载体和信息采集控制载体，主要包括移动车体，移动体运动控制系统和通信系统。对于移动体还需要进行有效的监视、控制和管理，为此建立了一个基站。基站与移动体之间通过无线网桥组成一个无线局域网。可见光图像，红外图像通过视频服务器的视频流数据和移动体控制系统信息等数据汇集到网络集线器后，经无线网桥，网络集线器一起通过电力系统内部网络传到运行监控终端，通过连接到电力系统局域网上的计算机可根据访间权限实时测览变电站设备的可见光和红外视频图像，机器人本身运行情况等相关信息，并且可以控制机器人移动体的运动等检测系统由红外测温仪和可见光摄像机等装置组成，均安装在移动体即智能巡检机器人上。该系统可以完成变电站设备外观图像和内部温度信息的采集和处理考虑到机器人的运行环境。其中机器人采用三轮轮式移动小车前2轮为驱动轮，由1个电机分别驱动，差速转向，后1轮为万向轮。机器人外形流畅，直线运动性与转弯性能好。

2、机器人控制系统

机器人系统主要包括移动体运动控制子系统和工作子系统两大部分，移动体运动控制子系统硬件由PC104主板和PMAC-104运动控制卡和电机驱动器组成，主要负责机器人在巡检过程中的运动行为的控制移动。

3、变电站检测系统

本机器人系统为变电站设备非电气信号的采集提供了一个移动载体平台，在这个平台上可以搭建不同的检测系统或装置。目前在该平台上搭建了远程在线式红外热像仪系统，可见光图像采集处理系统，声音采集处理系统。在无人值班变电站一些通过电气信号难以检测的运行状态，例如变压器漏油，绝缘气体压力变化，火灾和盗窃等可借助机器人所携带的图像来检测;变压器开关及各种电气接头内部发热可以利用机器人携带的红外热像仪来检测;变压器等设备的声音异常可以利用声音采集处理系统进行识别。3.1远程红外监测与诊断系统

本设计采取在线式红外热成像装置。本系统包括红外图像采集装置，红外图像处理模块，图像显示，存储，查询和报表生成模块。该诊断系统可根据预先设定的设备温度阈值，自动进行判断，对超出报警值的设备在基站主控计算机上给出声音和文本报警;借助可见光图像识别，能判断一些关键设备的内部温度梯度，不但可以形成某一时刻变电站的一些关键设备的设备温度曲线，也可以生成某一设备在一定历史时间内的时间—温度曲线。3.2远程图像监测与诊断系统

本系统在无人值守变电站先利用机器人基站系统对移动体发送来的可见光图像进行分析，只传输分析结果或待进一步确定的图像。首先对采集的图像进行预处理，识别出被监测的电力设备，通过将该图像与上次采集的图像进行差图像分析、累积图像分析、相关分析、区域标识、纹理描述和评判等处理。结合对应设备的参数库确定其是何设备。如有畸变发生则存储结果，向上一级传输及发出告警信号。不再传输的正常图像可由调度员人工远程调用。这就使信道的传送效率大为提高，而且调度员也不必时刻注视监视屏幕。无人值守变电站中的电力设备种类繁多，针对关键设备进行远程图像监测和状态诊断并与其他监测系统相结合使变电站运行的可靠性大为提高。3.3远程声音监测与诊断系统

噪声检测子系统是变电站巡检机器人功能的一部分，主要是对变压器的噪声进行采集和分析。通过机器人携带的声音探测器进行噪声数据采集，并将噪声数据经过无线网传回基站。本系统主要包括如下3个模块

1)噪声采集传输模块，其任务是在巡检机器人上实时采集噪声信号，经过适当的压缩，通过无线网桥传送回总控制端计算机。

O2)噪声信号检测模块，其任务是将移动巡检机器人传回的噪声与以往的数据进行比较，判断变压器工作是否正常，如果出现异常，判断是何种异常。

3)用户交互模块，其任务是根据检测的最终结果给出提示信息或者交互方式，辅助工作人员完成仪表检测监控的任务，并可根据工作人员的需要检测通过其他途径录制的噪声数据。

第五篇：浅谈智能变电站的二次运行维护与检修

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

浅谈智能变电站的二次运行维护与检修

浅谈智能变电站的二次运行维护与检修

[摘要]：本文通过比较传统变电站与智能变电站二次设备构建上的不同，阐述了智能变电站在二次运行维护与检修方面所要掌握的方法和注意点。

[关键词]：智能变电站 二次设备 运行维护与检修

中图分类号：TM411+.4文献标识码： A

1引言

基于IEC61850标准的智能变电站是以数字化变电站为依托，通过采用先进的传感、信息、通信、控制、人工智能等技术，建立全站所有信息采集、传输、分析、处理的数字化统一应用平台，实现变电站的信息化、自动化、互动化。它以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能。智能变电站的二次设备的构造和功能与传统变电站存在很大的差异，因此智能变电站的发展变革了传统变电站的二次运行及检修模式。

2智能变电站设备组成

过程层由互感器、合并单元、智能终端等构成，完成对一次设备的监测、控制等相关的功能，包括实时运行电气量测采集、设备运行状态的监测、控制命令的执行等。

间隔层由保护、测控、计量、录波、相量测量等若干个二次子系统组成，在站控层及网络失效的情况下，仍能独立完成间隔层设备的就地监控功能。

站控层由主机、操作员站、远动通信装置、保护故障信息子站和其他功能站构成，提供站内运行的人机联系界面，实现管理控制间隔层、过程层设备等功能，形成全站监控、管理中心，并与远方监控/调度中心通信。

3装置之间的联系方式

智能变电站用光纤以网络通信代替了传统的电缆硬接线，GOOSE、最新【精品】范文 参考文献

专业论文

SV输入输出信号为网络上传递的变量，智能变电站中的GOOSE相当于传统变电站中的二次直流电缆，SV相当于传统变电站中的二次交流电缆。层与层之间的联系通过SV网和GOOSE网进行，SV网主要是交流采样数据的传输，GOOSE网是用来传输控制及信号数据。与传统变电站二次设备相比，智能变电站的交流采样部分增设了合并单元，而直流操作及信号采集部分又增设了智能终端设备，同时彻底改变了变电站内二次设备之间的联系方式，传统变电站内二次设备之间传输的主要是接点及模拟信号，用控制电缆进行传输，智能变电站内二次设备之间传递的是数字信号，靠光纤传输，同时还需配置大量的数据交换设备。

4智能变电站与传统变电站的二次设备运行与检修的不同

4.1装置的检验与故障查找

传统变电站二次交流及直流回路通过控制电缆连接，其原理与接线关系可以通过二次图纸直观体现。变电站的装置检验，主要根据装置具体功能，经交流输入端子、直流端子提供相应的故障模拟量或开关量信息，检验装置的各种逻辑功能及开入开出信号是否符合现场运行需要。智能变电站用光纤以网络通信代替了传统的电缆硬接线，因此智能变电站装置的检验无法通过外加故障模拟量或开关量信息进行，只能通过计算机与装置的调试接口连接，直接向装置输入相关数字量信号检验装置的各种保护动作逻辑及输入输出地正确性。在运行维护与检修中，以往的查点对信号的工作变成了对配置文件参数与配置的核对，因此检修人员需学会查看配置文件及掌握配置方法。传统变电站的日常运行维护中，万用表和钳形电流表是二次检修人员不可或缺的仪表，交流电流回路故障主要通过钳形电流表测量回路电流与装置采样值比较，从而判断交流电流回路的故障点，交流电压回路及直流回路故障则通过万用表测量相关接点电位查找故障所在。在智能变电站中由于装置与装置之间的联系完全靠网络通信维系，一旦发生故障除了通过装置本生地各种告警信息判断故障外，二次检修人员还必须掌握利用计算机进行信息报文的收发，以便更有效地判断故障点。当然，由于在智能变电站中，网络交换机等通信设备大量使用，因此二次检修人员应具备对相关通信设备进行运行维护的技能。

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

4.2带负荷试验

带负荷试验是检验具备方向保护功能或需采集多路电流回路保护装置的电流、电压间极性关系的一项试验。传统变电站引起电流、电压极性关系错误主要是由于流变、压变二次输出反接或连接错误，如果接线错误，则在带负荷试验中相位关系反映非常明显。智能变电站中保护的数据采集模块前移至合并单元，所有二次交流数据必须通过合并单元处理后再通过光纤传送至保护、测控装置，由于各间隔二次数据的采集处理环节相互独立，且在传变过程中存在延时，因此处理不好就会使各间隔输出数据失去同时性，导致装置误发信号甚至误动作：

110kV某变站是一座110kV／10kV两个电压等级的终端变电站，2011年11月该变电站进行数字化改造，该变电站的110kV系统电流、电压互感器全部使用电子式互感器，10kV系统互感器仍是电磁式互感器。该变电站改造完成之后，运行中发现随着供电负荷的不断提高，主变差动保护差流也在增大，甚至大过差流越限值，导致差流越限告警。由于高压侧电流采样使用光纤信号传输，我们无法检测二次电流值，而低压侧电流测试结果与装置显示相当，无异常。查看差动保护电流采样值发现差流有时高达0.32A，并且高、低压侧角差异常，正常运行高、低压对应相相差应在150°左右（主变为星／三角-11点接线），但装置显示对应相相差140°左右。经过多方现场排查，终于找出了原因：由于本变电站主变高压侧是电子式互感器、低压侧是电磁式互感器，导致两侧的电流采集存在差异。高压侧电流的采集：①由电子式互感器的传感模块负责采集、调理并转换成数字信号通过光纤传给合并单元。②合并单元负责将各相远端模块传来的数字信号进行同步合并处理后传给保护装置。低压侧电流只需经过合并装置将模拟信号转成数字信号就可以传给保护装置。由此可以看出，高压侧电流经过两次采样后才能到达保护装置，而低压侧电流只需经过一次采样。所有装置采样都会存在一个固有延时约0.75ms（厂家提供数据），这样高压侧两次采样延时约1.5ms，低压侧采样延时约0.75ms，两侧相差0.75ms，导致采样不同步。可以计算出一个周波的角度差为：（0.75／20）*360=13.5° 厂家现场对差动保护程序经行了升级

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

处理，对所差角度进行了补偿，补偿后差流降至0.1A左右。数字式互感器对我们来说是一个全新的事物，但检修人员没能从根本上去认识它，对于电磁式互感器，差动保护带负荷试验时，检修人员首先关注的是差流，总认为一旦接线错误，角度差会非常明显。对于小的角度差通常认为负荷较小形成的测量误差。

4.3设备的运行维护

4.3.1传统变电站通信系统的组成：

1、保护及自动装置与总控之间的通信；

2、总控与主站及后台机的通信。通信中断不会影响保护及自动装置的功能，也不会影响在变电站内对一次设备的操作。因此，通信中断对运行中的一二次设备不会造成太大的影响。

4.3.2智能变电站通信系统的组成：

1、站控层与间隔层之间的通信；

2、间隔层与过程层之间的通信。其中站控层与间隔层之间的通信相当于传统变电站的总控与主站及后台机的通信。间隔层与过程层之间的通信则是取代了传统变电站控制电缆的传输功能。一旦间隔层与过程层之间的通信中断，则该间隔的二次部分完全瘫痪，对一次设备的保护、监控等所有功能全部丧失。

4.3.3运行维护注意点：日常的运行维护中，运行检修人员应及时更新观念，传统变电站中在运行维护中往往存在“重装置轻通信”的弊病，在智能变电站中，如果装置通信中断，则保护控制装置就成了无本之木，失去作用。另外，智能变电站中将原来110kV及以下保护测控一体化装置的交流采样部分划归至合并单元，而直流操作及接点输入输出部分划归至智能终端，对于一台断路器而言，保护及自动装置的跳、合闸信号通过GOOSE网传至智能终端。在智能终端处，分别设计一块跳闸、合闸压板。对于传统变电站，一次设备运行，本间隔部分保护及自动装置检修时，只需退出该套保护及自动装置的跳、合闸压板就不会对运行中设备造成影响。但在智能变电站中，一台断路器只对应一组跳、合闸压板，因此智能通过断开GOOSE网的方法来断开检修设备与运行设备的联系。

5结束语

智能电网的兴起，几乎颠覆了原有对二次系统的认识，在二次运行维护与检修方面需要掌握更多的知识点，许多新设备、新名词不断

最新【精品】范文 参考文献

专业论文

涌出，运行维护人员只有不断加强自身学习，在平时的工作中勤于探索，更新自己的思维方式，才能顺应现代技术发展的潮流。

------------最新【精品】范文