传感器与一次设备融合方法

1、西安交通大学西安交通大学高电压技术实验室高电压技术实验室High Voltage Lab传感器与一次设备融合方法传感器与一次设备融合方法目目 录录2022-4-302| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 背景背景 一次设备智能化方法与特点一次设备智能化方法与特点 传感器技术现状与分析传感器技术现状与分析 传感器与一次设备融合问题传感器与一次设备融合问题 结论结论32022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Subst

2、ation | Peking | 现运行部分输变电关键设备服役时间无法满足设计需求； 开关设备统计结果表明，服役十五年内退役产品为 7.31%，二十年内退役产品达到 24.43%，而产品设计要求服役为 20-40 年 在运行过程中非计划停电事故频发 由于产品制造原因引起的非计划停电排第一位占42.1%，由于设备老化而造成的非计划停电排第二位占 27.3% 1100kV 断路器强迫停运率达到 16.75% 国外厂商提供的系统中运行的产品的非计划停运率为国外厂商提供的系统中运行的产品的非计划停运率为 0.107%，国内厂商为，国内厂商为 1.102%，相差近，相差近 10 倍倍智能智能设备设备发展

3、发展智能智能设备设备发展发展42022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 设备制造水平和质量问题国产设备强迫停运率明显高于进口设备设备平均运行年限较低 环境因素自然灾害：雷害、冰灾、环境污染 设备资产使用寿命相对较短影响电网设备资产寿命成本的主要因素智能智能设备设备发展发展52022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 一次设备智能化智能智能设备设备发展发展620

4、22-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | HYDRANAQUAOILAmbient temperaturebuchholz protectionDGACurrentTop oil temperatureFanPosition of OLTCTemperature of OLTCWater contentBottom oil temperatureLoadT T- -M0NITORM0NITORTRANSFORMERMONITORING SYSTEMMass data目目 录录20

5、22-4-307| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 背景背景 一次设备智能化方法与特点一次设备智能化方法与特点 传感器技术现状与分析传感器技术现状与分析 传感器与一次设备融合问题传感器与一次设备融合问题 结论结论智能变电站智能变电站技术特征技术特征82022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 一次设备的数字化和智能化 二次设备的数字化和网络化 变电站通信网络和系统实现标准

6、统一化 运行管理系统的自动化智能变电站智能变电站优势优势92022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 互感器测量精度高、动态性能好 信号传送环节的抗干扰能力强 不存在二次回路问题 网络化信息共享 设备间无缝互操作 良好的经济效益 变压器一次设备数字化方法变压器一次设备数字化方法102022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 变压器一次设备数字化方法 状态参量的选

7、取：绝缘参数、热参数、机械参数和运行参数 选择原则： 具备能够反映设备的最关键、最重要运行状态的指标； 要有普遍性，基本上主要的同类设备都具备这样的特征； 可以量测，既可以实现数字化的参量； 四是要简洁112022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 电力变压器数字化的步骤与方法： 根据运行分析找出需要数字化的特征参量； 通过在线、带电、停电等量测技术检出状态量信号； 状态特征参数的数据预处理及信号单元合并； 数据统一建模。122022-4-30| Presentation at

8、 Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 变压器主体监测功能组 监测主IED 局部放电监测IED 光线绕组监测IED 油中气体分析监测IED 其他监测IEDOLTC IED冷却器控制IED测量IED非电量保护装置合并单元监测传感器执行结构通讯网络变压器状态专家分析系统智能智能设备的特点设备的特点132022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 实时收集状态数据，实时进行变压器状态诊断和综合评定，提供专家知识库支持

9、3、多种设备评价模式1、功能一体化 2、功能组态化 4、与外部系统良好交互依据用户所配监测设备种类自动生成特定的功能组成用户可随意配置调整展示界面和风格（表格型或仪表盘型）未来功能有序、便利扩展接入 可疑数据触发评价固定时间评价随机评价实现在不同部门、不同地域共享利用设备状态信息据和企业OA系统集成留有移动数据接口(短信、互联网)目目 录录2022-4-3014| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 背景背景 一次设备智能化方法与特点一次设备智能化方法与特点 传感器技术现状与分析传感器技术现

10、状与分析 传感器与一次设备融合问题传感器与一次设备融合问题 结论结论传感器技术现状传感器技术现状152022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Portable methods:Typical caseIRAEVibration VirtuesActualilyEasy maintenance New tendencyEmbedded interfaceNon-invasiveCondition monitoring is the basis of condition main

11、tenance, regardless electrical, thermal, chemical and mechanical techniques.On-line methods:Typical caseDGAPDC & tan VirtuesSensitivenessActualilyTimely New tendencyMiniaturizationFlexibilityMulti function & parameterIntellectualizationCase 1: Dissolved gases in oil measurement162022-4-30| P

12、resentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 2: Partial discharge measurementSensorType:AETEVCTUHFSystems:HFCTApplications:172022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 从有线单参数传感器到无线多参数传感器从有线单参数传感器到无线多参数传感器Wireless Data Transmission -N

13、o Signal Attenuation and No Signal Crosstalk-Better PD Source Identification and Locating with Two Sensors /Stator Winding- Energy Harvest : Powered by Leakage FluxPD, Temperature and Vibration(Wireless) $ 400PD only (Wired) $ 2,000182022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substat

14、ion | Peking | Case 3: Fiber optic temperature measurement 192022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 4: robotic inspectionCharacteristics: 24-hour service full automaticity reduce total labor costs202022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Po

15、wer Substation | Peking | CLP expert system for DGA212022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Warning Level AnalysisStandards:Cigre WG 1501IEC 60599DL/T722-2000IEEE C57.104Knowledge rules extracted from CLP data and experiences国内电力设备状态检修现状分析国内电力设备状态检修现状分析已装在线设

16、备收效不明显的原因已装在线设备收效不明显的原因缺乏全局性的长远规划有些检测设备质量不高不善于选用、检验各类检测设备认识上的片面性、局限性相应的规章制度未跟上对监测设备的选择、运行、维护等缺乏责任制222022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 对在线监测技术发展过程中的认识不足问题对在线监测技术发展过程中的认识不足问题 将某些设备、某些技术在推广过程中的薄弱环节误认为在线监测的将某些设备、某些技术在推广过程中的薄弱环节误认为在线监测的先天缺陷，难以克服提高，以至于部分人对该技术

17、发展、推广抱有先天缺陷，难以克服提高，以至于部分人对该技术发展、推广抱有观望、否定甚至抵制等态度。根据国内近年来的研究，已突破了大观望、否定甚至抵制等态度。根据国内近年来的研究，已突破了大部分影响在线监测推广应用的技术瓶颈（避雷器、变压器、部分影响在线监测推广应用的技术瓶颈（避雷器、变压器、GIS、套管、套管、CT、视频等在智能检测、数据处理及诊断技术领域），达、视频等在智能检测、数据处理及诊断技术领域），达到了技术实用化和智能化的效益。目前针对个别技术难题，正在集到了技术实用化和智能化的效益。目前针对个别技术难题，正在集中人力、物力进行技术攻关，并趋于解决。中人力、物力进行技术攻关，并趋于解

18、决。 目前在线监测装置的投资价格限制其发展和推广，但随着技术的成目前在线监测装置的投资价格限制其发展和推广，但随着技术的成熟化、产品化、国产化，投资价格会大幅度下降；投入与产出绩效熟化、产品化、国产化，投资价格会大幅度下降；投入与产出绩效比较宜以长远的眼光来着眼，社会效益及经济效益综合分析比较宜以长远的眼光来着眼，社会效益及经济效益综合分析 在线监测技术自身的发展也需要在大量推广实用过程中，不断发现在线监测技术自身的发展也需要在大量推广实用过程中，不断发现、克服及研究提高、克服及研究提高232022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart

19、 Power Substation | Peking | 目目 录录2022-4-3024| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 背景背景 一次设备智能化方法与特点一次设备智能化方法与特点 传感器技术现状与分析传感器技术现状与分析 传感器与一次设备融合问题传感器与一次设备融合问题 结论结论传感器与一次设备融合传感器与一次设备融合问题问题252022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Pekin

20、g | 传感器如何选择？安装位置如何选择？对一次设备的影响如何？多参数如何融合？Case 1：油中溶解气体含量监测：油中溶解气体含量监测 受装置内部元部件本身性能以及现场条件等因素的影响，油色谱在线监测装置长期运行后的检测数据偏差较大，其中偏差30%的只占50%左右。262022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 2：局部放电：局部放电UHF信号传播信号传播272022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart P

21、ower Substation | Peking | Case 3：局部放电超声信号：局部放电超声信号传播传播282022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 4：变压器振动信号：变压器振动信号292022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 302022-4-30| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 以上以上对传感器与变压器组合对传感器与变压器组合实例可以看出，实例可以看出，选用不同选用不同检检测手段的结合，增强了信息的共享，对设备故障的发现更为测手段的结合，增强了信息的共享，对设备故障的发现更为及时和准确及时和准确检测设备经济性选择：科学合理、讲究性价比；根据实际情况选择检测设备性能的选择上：每种有效的方法或仪器都有其适用范围信息的共享：应考虑同一的输出格式，同时应制订信息的统一分析简单、灵敏仪器的及时报警，全面、精密仪器的复核目目 录录2022-4-3031| Presentati