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特高壓換流站智能運檢管控體系

來源:職稱閣分類:電子論文 時間:2019-08-26 10:14熱度:

  隨著新建特高壓換流站的建成投運 ,換流站在地域 、人員 、設備管理等方面將面臨越來越大的挑戰 ,需要構建智能運檢管控體系進行統籌有序管理 ,保障特高壓直流輸電系統的安全穩定運行 。

特高壓換流站智能運檢管控體系

  關鍵詞 :特高壓換流站 ;智能運檢 ;在線監測

  1 在線監測系統配置現狀

  1 .1 特高壓換流站現場監測系統除OWS 外特高壓換流站在線監測系統配置較全 ,但監控后臺相互獨立 ,平均每站配置 8 套監測系統 。

  1 .1 .1 一體化監測

  一體化在線監測系統主要包含 :① 大型充油設備在線監測包括換流變、110 kV 及以上電壓等級站用變 、高抗多組分油色譜及微水、鐵心和夾件接地電流在線監測 ;② 直流場設備在線監測 ,包括直流場穿墻套管 SF6 壓力 、直流分壓器 SF6 壓力 、直流斷路器 SF6 壓力 、避雷器動作次數在線監測 ;③ 交流場設備在線監測 ,包括交流濾波器開關 、GIS 設備氣室 SF6 壓力在線監測 。

  1 .1 .2 設備監測

  (1)站用電蓄電池及 400 V 饋線監測系統 :①蓄電池在線監測系統 ,監測站用電蓄電池的單屏電壓 ,蓄電池內阻 ;② 400 V 站用電監測系統 ,監V萬方數據視400 饋線開關分合閘信號 。

  (2)主泵漏水及軸承監測系統 。 站內閥冷卻系統主循環泵配置主泵漏水監測系統 ,及主泵軸承振動和測溫在線監測系統 ,通過 OWS 及在線監測后臺報警。

  (3)電纜溝測溫監測系統 。 站內電纜溝和換流變配置測溫光纖 ,現場通過在電纜溝內電纜上和換流變外殼上環繞測溫光纖實時監控運行溫度。

  (4)避雷器泄漏電流監測 。 對交直流避雷器阻性電流和全電流進行監測。

  1 .1 .3 機器人、紅外及環境監測

  (1)機器人智能巡檢系統 。 每日自動按照既定巡檢路線對站內設備進行可見光儀表巡檢和紅外測溫。

  (2)閥廳紅外測溫系統 。 對閥廳里面的換流閥、套管、避雷器等設備及接頭進行測溫監測 。

  (3)設備間環境監測系統 。 二次設備間 、閥廳、配電室內 、泵房均配置環境監測系統 ,可實時監測設備間的溫度 、濕度 、PM2 .5 、PM10 等運行參數和泵房內集水坑的液位。

  1 .2 直流技術遠程診斷系統

  國網總部及各省公司運維檢修部門、二級單位、直流技術中心可實現換流站的遠程設備狀態監視 ,快速調取現場事件記錄、故障錄波、圖像視頻等故障信息 ,進行設備遠程故障診斷分析 ,及時制定故障處理方案 ,進行故障遠程應急指揮和聯合技術會商 。

  1 .3 存在的問題

  特高壓換流站設備具備較完善的現場和遠程監測診斷系統 ,但未進行系統性規劃和層級分類 ,存在監測重點不明確、監測手段不完備等問題 ;另外監測裝置本身存在傳感器故障率高 、數據傳輸頻發中斷 、板卡抗電磁干擾能力差、電池續航能力不足等問題 ;遠程診斷系統亟待擴容及技術升級 。

  2 智能運檢管控系統建設目標

  遠期目標 :全面落實《關于印發智能運檢體系建設方案的通知要求》(國家電網運檢631 號文) ,2019 年完成智能運檢體系建設攻關 ,2020 年進行推廣應用 ,2021 年完成完善提升 。 2019 年目標 :整合現有平臺 ,落實文件要求 ,構建“二維互動感知 、四類融合分析 、三層集約管控”框架體系 ,全面實現特高壓換流站的智能運檢管控 。

  3 智能運檢管控系統構建方案

  3 .1 二維互動感知

  根據國網631 號文 ,研究設備本體與傳感器一體化自我感知技術。 實現基于物聯網的設備狀態信息自我感知。

  3 .1 .1 換流站現狀

  特高壓換流站已實現多數設備的在線監測 ,需要在現有感知技術的基礎上提升質量和可靠性。

  3 .1 .2 發展與提升

  (1)持續提升在運換流站在線監測裝置本體的可靠性 :① 集中力量提升主設備油色譜及微水 、鐵心和夾件接地電流在線監測裝置 ,以及 GIS 、開關設備 SF6 壓力在線監測裝置的可靠性 ,逐一排查傳感器、轉換接口、傳輸設備的可靠性 ,規范技術通信協議 ,提升板卡抗靜電干擾能力 ,以及在惡劣氣象條件下運行的穩定性 ,切實提升主設備在線監測裝置的可靠性 ;② 定周期邀請專業公司繼續對在線監測裝置進行定檢 ,尤其加強新建站交接階段的在線裝置定檢 ,把“首檢”式驗收延升至在線監測裝置 。 將充油設備和 SF6 壓力在線監測裝置等同主設備維護管理。

  (2)建設基于物聯網的設備狀態和運檢資源感知體系。 擴展已有換流站智能巡檢手持式終端功能 ,隨設備建設物聯網 RFID 、二維碼 、智能芯片等標簽 ,根據電網設備身份標簽編碼原則 ,建設涵蓋設備、裝備、車輛及備品備件等物資的智能識別系統 ,進行電網設備資產壽命、定額缺額、名牌信息、運行狀況等的數據統計分析 ,再進行運檢裝備的智能化信息化管理 :① 在設備智能巡檢方面 ,結合物聯網 RFID 標簽 ,建設巡檢周期 、巡檢標準、巡檢計劃 、巡檢記錄臺賬 ,分類匯總分析主要設備缺陷信息 ,遇有嚴重、緊急缺陷時及時發送至相關責任人和管理人員 ,督促缺陷閉環管理 ;② 在物資裝備管理方面 ,建設定額標準和缺額預警功能 ,實時預警、區域調控、集約管理 ,初步建成基于物聯網的特高壓換流站設備狀態和運檢資源感知體系。

  (3)與設備廠家合作研究特高壓直流換流閥的全景巡檢與狀態監測關鍵技術。 換流閥全景巡檢是面向換流閥及其關鍵零部件的溫度、相對位置等綜合信息的全方位多維度的監測 ,全景巡檢技術內容與預期成果見圖 1 。目前 ,傳感器及其探測技術在諸多領域得到廣泛應用 ,但是尚未對換流閥關鍵零部件及關鍵部位進行全景巡視和狀態監測。 在換流閥結構約束以及復雜電磁環境中研究全景微型傳感器植入方式、絕緣配合和電磁屏蔽以及微型傳感器的供能技術 ,是該技術研究的關鍵環節。 目前部分換流閥廠家正在進行傳感器研發 ,以及安裝傳感器后換流閥的老化機理分析與運行狀態評估。

  3 .2 四類融合分析

  根據國網631 號文 ,實現環境預警數據、立體

  巡檢數據 、不停電檢測數據、設備評價大數據的深度融合分析 。

  3 .2 .1 換流站現狀

  特高壓換流站在一體化在線監測、機器人立體巡檢等方面發展較好 ,積累了數據和運維經驗 。 3 .2 .2 發展與提升

  (1)升級換流站層面的一體化在線監測系統 。在主設備在線監測裝置性能提升的基礎上 ,進行換流站現場 7 個系統的一體化整合 ,至少實現整合為主設備 、輔助設備兩個系統的目標 ,便于運維人員日常監視與數據分析 。 整合后系統的關鍵信息可僅包括報警信息 ,以及設備一定時間內的趨勢分析圖譜 。 裝置每 4 h 1 次的數據量可存儲在分系統 ,便于集成系統減少數據量 ,增加分析能力。 該技術需組織換流站 7 個子系統細化討論 ,一是確保報警信息的及時上傳 ,確保信息不延時 、不失真 ;二是各系統需具備一體化整合條件 ,相關通信協議和接口應基本一致 。 升級一體化在線監測系統 ,增加換流變等充油設備氫氣含量的實時監測功能 ,實現充油設備乙炔、氫氣、總烴三種主要特征氣體的連續和實時監測 。

  (2)建設GIS 室智能巡檢機器人系統。在履帶式移動機器人平臺上搭載可見光攝像 、紅外光譜測漏儀對 GIS 室內的各種電力設備進行表計讀取 、開關分合狀態識別 、油位檢測 、SF6 泄露點檢測以及局部放電檢測等功能 ,實現高緯度、偏遠地區 GIS 設備的全天候 、全方位 、全自主智能巡檢和監控 。 目前該技術已在部分特高壓換流站實現,后續可進行推廣應用。擴展 GIS 智能巡檢機器人,應用于低電壓等級設備 ,開展 10 kV 、400 V 開關柜的不停電檢測。

  (3)積極研究調相機在線監測技術與應用 。積極研究調相機在線監測技術 ,實現大型旋轉熱備用設備的實時 、有效監控。 將現有的工況運行參數及狀態量增加趨勢分析和遠傳診斷功能 ,同時可將現有的換流站水泵振動 、溫度監測 、環境監測、漏水監測等技術應用于調相機。 該技術已在部分新建工程應用 ,后續需與換流站在線監測系統整合與應用。 調相機在線監測狀態量包括 :定子鐵心溫度、定子繞組溫度、定子端部結構件溫度、軸承絕緣、軸瓦溫度、溫濕度、冷卻器漏水、工況參數 、調相機冷熱風溫、軸振動、軸承座振動 、隔

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文章名稱:特高壓換流站智能運檢管控體系

文章地址:http://www.592mir.com/dzlw/13566.html

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