变电设备综合在线监测系统技术方案

艾湖220kV变电站变电设备在线监测

可行性分析

江西省电力科学探讨院

南昌供电公司

武汉慧测电力科技有限公司

2013年3月

目录

1工程概述4

1.1编制依据4

1.2工程现状5

1.2.1江西电网在线监测概况5

1.2.2艾湖变在线监测概况7

1.2.3项目必要性7

1.3预期目标8

2项目技术方案11

2.1基本状况11

2.1.1公司简介11

2.1.2科学技术鉴定结论12

2.1.3技术成果状况12

2.2系统简介12

2.2.1系统概述12

2.2.2容性设备、避雷器在线监测16

2.2.3HC系列金属氧化物避雷器在线监测19

2.2.4变压器油中溶解气体在线监测20

2.2.5HC系列铁芯接地电流在线监测23

2.2.6无线断路器在线监测23

2.2.7HC系列数字型SF6气体在线监测25

2.2.8无线温度在线监测26

2.2.9HCDL型变电设备IED29

2.2.10管理分析软件30

3项目实施方案33

3.1项目支配周期33

3.2项目担当单位33

3.3系统实施的主要任务33

3.4平安措施34

3.5项目实施明细35

4项目预算错误!未定义书签。

4.1整体预算表错误!未定义书签。

4.2分项预算表38

1工程概述

1.1编制依据

结合变电站设备实际运行状况，主要依据以下规程及文件:

。Q/GDW168-2008《输变电设备状态检修试验规程》

QQ/GDW240-2008《输变电设备在线监测系统技术导则》

令GB1208电流互感器

令GB311.1高压输变电设备的绝缘协作

令GB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准

QGB/T4109高压套管技术条件

。DL727互感器运行检修导则

QGB50150电气装置安装工程电气设备交接试验标准

令GB/T11022高压开关设备和限制设备标准的共用技术要求

令GB11032-2000沟通无间隙金属氧化物避雷器

令DL/T727-2000互感器运行检修导则

令DL/T486-1996沟通高压隔离开关和接地开关订货技术条件

令DL/T804-2002沟通电力系统金属氧化物避雷器运用导则

令DL/T402高压沟通断路器订货技术条件

QDL/T593高压开关设备和限制设备标准的共用技术要求

令国家电网公司[20081269号《输变电设备状态检修管理规

定》

令国家电网公司《110(66)kV〜500kV互感器检修规范》

令国家电网公司《国家电网公司十八项电网重大反事故措施》

◊国家电网公司[20061512号《变电站运行管理规范》

◊国家电网公司电力平安工作规程（试行）及编制说明

。国家电网公司《沟通高压断路器检修规范》

。国家电网公司《沟通高压隔离开关检修规范》

1.2工程现状

江西电网在线监测概况

近年来在推广状态检修的大背景下，国内的输变电设备在线监测技术

发展势头有增无减，无论是在线监测应用的规模还是在线监测技术水平,

及国外相比都不逊色，但目前江西省电网变电设备在线监测系统主要还是

以单一监测类型为主，没有形成统一的站级状态监测系统,详细状况如下:

1）主变油色谱监测

江西省电力公司从2002年前后起先摸索主变油色谱在线监测装置的

运用，到目前为止接连已经安装了36套主变油色谱在线监测装置。

2）开关柜红外在线温度监测

在2009年底江西省电力公司起先摸索运用开关柜红外在线测温装

置。上饶供电公司110kV城中变电站在901、902开关柜安装了在线

测温装置，UOkV鸡头山变电站在8台高负荷开关柜内安装了在线测温

装置，景德镇供电公司的UOkV银坑坞变电站安装了在线测温装置，宜

春供电公司的UOkV东山变电站中安装运用10kV开关柜红外在线测温装

置，

3）SF6在线监测

江西省电力公司从2002年前后起先摸索SF6在线监测装置的运用，

到目前为止接连己经安装了11套主变油色谱在线监测装置，用于开关SF6

气体密度、压力、温度在线监测。

4）避雷器绝缘在线监测

江西省电力公司从2002年前后起先摸索避雷器绝缘在线监测装置的

运用，到目前为止接连已经安装了45套主变油色谱在线监测装置。

从上述现状可以看到，由于目前各变电站设备在线监测以单一监测类

型为主，造成变电站在线监测装置往往出现以下状况：

1）多厂家并存，导致各类型监测质量良莠不齐

各厂家的监测装置生产工艺水平往往有较大差异，引用的标准及技术

也各不相同，各厂家在内部通讯方面也经常出现问题，并存在相互干扰问

题。

2）重复投资，加大成本

各厂家的监测后台系统往往都是相互独立的，每一个监测类型就须要

选购、安装一个独立的后台监控系统，资源没有得到有效的整合，存

在巨大的资源奢侈现象。

3）对数据的有效性维护工作量巨大

各厂家系统过多，不利于标准化、规范化，安装调试都很繁琐，费工

费时，检修维护很不便利，一旦有故障，必需由不同生产厂家来处理，造

成成本过高，投资过大，不经济好用。

1.2.2艾湖变在线监测概况

艾湖220kV变电站除安装有避雷器动作次数及泄漏电流表外（不

具备数据远传功能），其它设备未安装在线监测装置。

1.2.3项目必要性

江西省电力公司变电设备在线监测工作开展较早，但资金投入有限，

且较为分散，没有形成集输变电设备一体化的在线监测系统，电气、油气

测试分析及可视监测系统也未能进行整合，难以适应全面开展设备状态检

修和智能化状态评价工作的须要，主要问题在于缺乏统一的在线监测平

台，没有形成完整、系统的在线监测系统，缺乏有效的管理，现有在线监

测装置难以得到有效的维护、应用，不能刚好补充完善各类有效的在线监

测装置。

为此，须要在国家电网公司试点单位的阅历基础上，结合江西电网特

点和电力公司输变电设备详细状况和发展规划，抓紧建设站级设备状态监

测系统，切实发挥其作用，为全面实施设备状态检修和全寿命周期管理奠

定基础。

艾湖变投运于2004年9月，至今已运行8.5年，2012年设备定期

评价达到留意状态的设备状况如下：

1）#1主变本体调压开关已到检修年限（生产日期：2003-12-01,

投运时间：2004-09-08,厂家ABB,调档次数19323次）°

2）220kV昌艾线212断路器A相断路器有略微漏气（年漏气量不

超过1%）。

3)HOkV艾高线1172隔离开关分合闸不到位，存在卡涩现象早期

GW4型隔离开关，隔离开关传动部分固定不合理。

4)220kV昌艾线212断路器，#1主变220kV侧201断路器，型号

HPL245B1,投运日期2004-09-08,生产厂家：北京ABB高压开关设备

有限公司，配C3-A30型时间继电器，依据省公司要求列为隐患变压器。

因此，有必要对#1主变及其相关联主设备加装在线监测装置，实

时驾驭其运行状态。

1.3预期目标

通过建设变电站级设备状态监测系统，增加前端装置的智能化程

度和后台系统的处理分析实力，实现系统中间接入和存储环节的轻量

化和简约化，便利上层应用对数据的运用，并最大限度保障整个系统

结构的统一性和稳定性，并提高状态信息的利用效率和便利性。状态

监测装置的智能化集成程度越高，其本身的变动对后续系统的干扰性

就越小，因此该设计思想可有效保障整个系统结构的统一性和稳定性。

有效采集、加工变电设备状态监测数据，以标准服务的方式上传

给状态监测主站系统及其它应用系统，以实现数据共享。

总结目前输变电设备在线监测系统在应用和管理上的不足，突破

目前在线监测技术应用的传统模式，建立一套最干脆、最有效率、最

有创新意义切实可行的输变电设备在线监测及其数字化信息网络系

统，初步建立**电网输变电设备在线监测的实施方法和技术导则，以

便规范引导在线监测技术的应用和发展，为江西省乃至国家电网公司

状态检修的试点树立应用典范。

该变电站智能一体化改造方案：接受变电站一次设备状态监测系统、自动

化设备状态监测系统、智能帮助监测系统集成，三套系统共用一套管理平

台，即构成变电站状态监测及智能帮助限制系统。

在该项目初步设计方案中对电气一次设备支配实施以下在线监测的建设

方案：

1）建设容性设备绝缘在线监测

容性设备绝缘在线监测系统通过监测HOkV及以上变电站内电气一

次设备（即对电流互感器、电压互感器、变压器套管、变压器铁芯、耦合

电容器及CVT等高压设备）的末屏泄漏电流，经分析计算后获得设备运行

状态下的等值电容及其变更率、介质损耗。

系统由两个部分组成，即由传感器和监测终端构成数据采集、测量和

计算单元组成。任一个监测终端出现问题不会影响其它终端的运行。各个

终端将数据上传至服务器进行分析处理保存，并可以实现上传。

2）建设避雷器在线监测

避雷器在线监测系统通过利用基波法测量llOkV及以上变电站内氧

化锌避雷器的泄漏电流和阻性电流来实现动态监测避雷器的工作状况。基

波法是接受数字滤波技术及模拟滤波技术从采集到的避雷器末屏泄漏总

电流中找出阻性电流的基波部分，并依据阻性电流推断避雷器的绝缘状

况。这种方法的最大特点就是能有效抑止电网的谐波干扰，能更真实的反

映实际状况。

3）建设变压器油色谱、超声局放、铁心接地电流在线监测

变压器油色谱在线监测系统的气体监测接受气相色谱原理。气体检测

器按气体出峰循序分别将七组分气体（H2、CO、C02、CH4、C2H6、C2H4）

变换成及浓度成正比例的模拟信号，经模数转换，将数据传输到状态监测

服务器，计算出总煌的含量以及各自的增长率，再由故障诊断专家系统对

变压器故障进行诊断，从而实现变压器故障的在线监测。

整套系统集成有色谱分析、专家诊断系统、自动限制、通讯技术于一

体，通过对绝缘油中溶解气体的测量和分析，实现对大型变压器内部运行

状态的在线监控，能够刚好发觉和诊断其内部故障，随时驾驭设备的运行

状况。弥补了试验室色谱分析监测周期长的不足。

4）建设SF6气体密度及微水在线监测

SF6气体密度及微水在线监测系统主要用于实时监测断路器内部的

SF6气体的微水、密度、温度及其变更趋势。当SF6气体有关指标出现变

更时，给出变更曲线；有关指标达到报警状态时，报警或自动启动报警装

置；系统的每个监控单元配有RS-485通讯接口，可将监测数据实时上传

至变电站后台以及监测主站系统。

5）建设10kV开关柜无线测温系统

无线测温系统是接受基于Zigbee技术的高电磁干扰环境中牢靠工作

的无线测温，符合组££802.15.4通信标准，系统包括无线温度传感器和

无线接收基站构成。实现无线网络化的温度测量，支持无线传感器数量超

过65535个。对高压母线及开关的运行温度实现非接触温度测量。

2项目技术方案

2.1基本状况

2.1.1公司简介

武汉慧测电力科技有限公司是一家专业从事电气设备状态监测的高

科技产业公司，公司成立于2008年5月，公司生产研发基地位于华中科

技高校文华学院试验大楼三楼，销售中心位于东湖开发区光谷软件园。

专业从事电气设备绝缘在线监测及故障诊断技术的探讨，致力于为电

气设备供应技术先进、性能牢靠的在线监测全面解决方案，进行系统、装

置的开发、生产、销售和服务。

公司研发实力雄厚，人力资源丰富，拥有雄厚的技术基础和人才优

势，以工程院院士为学术带头人，华中科技高校电气及电子工程学院技术

团队全力支持，90%以上具有工学硕士以上学历。

公司“输变电设备在线监测系统”曾获国家电网科技推广项目和湖北

省科技进步奖，以及多项国家多项技术独创。

公司拥有丰富的智能变电站系统设计、集成阅历，已具有国家电网公

司UOkV以上电压等级的各类智能变电站试点工程阅历。

公司已及国电南自、南瑞、平高等国内优秀厂家合作并供应智能装置,

用于智能变电站项目的建设及改造。

•供应智能变电站一次设备状态监测全面技术解决方案；

•供应具有自主学问产权的各种在线监测装置；

•供应及自动化系统一体化集成的软件平台。

2.1.2科学技术鉴定结论

2.1.3技术成果状况

*入选国网公司科技推广书目，成果编号：A06(5)-2008-2-16

*获华中电网有限公司科技进步二等奖

*获二项专利：

a.ZL200720083988.8

b.ZL200820065281.9

*部分最新用户报告

2.2系统简介

2.2.1系统概述

智能电网建设已列入国家“十二五”规划，变电设备实现状态检修是

智能电网建设的组成部份。在线监测作为状态检修的基础，将得到全面的

推广和应用。

输变电设备的在线监测就是利用各种传感器和测量手段对反映设备

运行状态的物理、化学量进行在线检测，以便推断设备是否处于正常状态。

而故障诊断的含义是:专家依据状态监测所得到各测量量及运算结果的处

理信息，接受人类自身所驾驭的有关设备故障特征的学问和阅历，就设备

的运行状态进行理性的分析和推断，判明设备的工作是否正常或找出设备

故障的类型、部位及严峻程度，最终提出对该设备的维护或修理建议的

过程。

输变电设备在线监测系统容性设备在线监测、避雷器在线监测、变压

器铁芯电流在线监测、主变油色谱在线监测、断路器机械特性监测、SF6

气体监测、电气接点温度监测等几部分组成，如下图:

输变电在线监测系统内容

HC系列变电设备设备在线监测系统接受全无线数字化智能技术。在

线监测系统具有信息数字化、功能集成化、结构紧凑化、状态可视化等主

要技术特征，系统可扩展性、改造性、维护性满足工业化应用要求，整套

系统结构应网络拓扑的结构形式,结构分为两部分:站控层和设备过程层,

层及层之间应相对独立。接受分层、分布、开放式网络系统实现各设备间

连接，设备过程层由安装在现场的无线同步电流电压传感器、无线智能组

件和采集单元组成，完成各种在线监测信号的传感、采集、预处理（转为

数字信号）和对上层无线通信的任务。

通过无线数据采集IED装置将数据送至就地智能采集柜，智能采集柜

将采集的各类在线监测信息接受IEC61850规约上传过程层设备，并将信

息传送给数据服务器，数据服务器进行在线分析计算。局域网内用户通过

TCP/IP网络实施远程监控查询，具备数据远传功能，满足及电力系统其

他专用网络连接及容量扩充等要求，其系统结构图如下:

变电站电气设备

在线监测系统子站

变压器状态监测断路器状态监测

综合控制模块徐合控制模块

气体

压

U,力

微

NOA水

一CAN、RS485

设备..I.

温

度

,,态

智能状态智能等接口

智能能

组件智组件

组件件

组非智非智

能组能组

件件

容性设备及其它电

断路器及GIS

MOA气设符

----------------------双绞线

......................光纤

输变电在线监测系统结构图

系统特点

•国内首创将无线传感技术运用到输变电设备在线监测系统，现场

无需敷设任何电缆；

•部分接受太阳能电池供电，完全浮地测量技术最大限度抑制现场

干扰，系统运行牢靠性和抗干扰实力得到最大的提高；

•无线同步传感技术的运用，对于容性设备、避雷器设备的在线监

测是一次技术上的突破，它很好的解决了目前阻碍容性设备在线

监测技术应用的几个根本问题，如现场对测量信号的干扰，现场

干扰对信号传输回路的破坏，施工安装以及维护修理的便利等等;

•SF6气体密度及微水在线监测单元、断路器动作特性在线监测单

元数据通讯接受无线传输方式，避开现场干扰对信号传输回路的

破坏;

软件系统基于IEC61850平台开发，接受B/S结构，及其他数据

平台接受IEC61850规约进行数据通信和信息互动，串口通讯网络

平台共享；

2.2.2容性设备、避雷器在线监测

容性设备在线监测系统由无线电流、电压传感器、同步管理单元以及

无线采集装置组成，通过同步管理单元同步启动无线电流、电压传感器,

并将测量信息信息传送无线采集装置，由无线采集装置对信息进行分析、

计算后通过无线传输至上位管理计算机。

*系统原理图

瑜同步传曲殛同步传m

*无线同步传感器

无线同步传感器是容性在线监测系统的核心部分，它从被测信号中提

取相位和幅值信息，并通过无线上传至同步管理单元。原理图见下图。

母线

•无线同步传感器接受最新技术将有源零磁通传感器，付立叶变换

以及无线同步技术融合在一起，完成对被测信号的测量。装置的

高集成度使测量精确度高，牢靠性高，抗干扰实力强。

•传感器由I/V变换电路，激磁电流补偿电路，CPU管理单元以及

无线模块几部分构成。

•I/V变换以及激磁电流补偿电路完成被测信号在零磁通状态下的

转换。

•DSP信号处理电路带有12位高速A/D转换，完成对信号的付立叶

变换，取得被测信号的相位和幅值信息。

•CPU管理单元完成全部的限制和管理功能。

・无线模块通过无线传输的方式完成同步以及数据传输的功能。

*同步管理单元

同步管理单元由CPU管理单元和无线模块组成，限制传感器之间的测

量同步，以取得被测信号之间的相位，同时将所限制的传感器信息无线上

传至采集装置。

*无线采集装置

无线采集装置通过无线传输的方式将同步管理单元接收的传感器信息

采集上来，经过整理后将采集到的信息上传至上位管理计算机。

*电源系统

用于无线同步传感器、同步管理单元的工作供电，电源系统由高性能太

阳能充电板和蓄电池组成供电，满足系统装置正常工作。

。电源由太阳能板、充电限制单元、电池以及电源限制几部分组成。

太阳能板供应充电能量，功率大小为3瓦。

◊充电限制单元对电池进行充电限制，防止过充。

电池接受蓄电池，电源限制单元一方面只有接收到同步信号后

才打开相关供电问路，达到节约电能的目的，另一方面电池电

压下降到确定水平常，断开供电回路，对电池起爱惜作用。

技术指标:

序号功能单元名称监测参数测量范围测量精度

母线电压35kV-550kV0.5%

系统频率45Hz〜55Hz0.01Hz

1容性设备监测单元末屏电流1mA〜700mA±0.5%

介质损耗-10%〜+10%±0.2%

等值电容30pF〜0.3uF±0.5%

环境温度-40℃-70℃±0.5℃

2环境监测单元

环境湿度0〜98%RH±2%

2.2.3HC系列金属氧化物避雷器在线监测

HCDL-III避雷器设备在线监测单元避雷器在运行电压作用下产生泄

漏电流，包括容性电流和阻性电流，阻性电流则是造成金属氧化物电阻片

发热的真正缘由，避雷器在线监测装置就是由许多集传感及同步限制实

力、计算实力、通信实力于一体无线同步传感器，嵌入式节点传感器通过

2.4GHz无线通讯方式互连起来的网络，每个电压、电流传感器及通讯回

路都是通过无线联系，系统将同时比对当前时刻的阻性电流，以及当前的

环境湿度，给出避雷器内部阀片的真实状态,而且户外运行时接受单独太

阳能供电装置，任何一个传感器的故障不会导致整个监测网络的崩溃，也

不会将雷电流引入限制室，所以不会给变电站监测系统带来任何额外的风

险，具有高度的系统牢靠性，并将测量数据信息接受无线方式传送至避雷

器智能终端处理单元，然后通过就地智能限制柜上传至站控层数据平台。

避雷器设备在在线监测系统由无线电流、电压传感器、同步管理单元

以及智能终端IED装置组成，通过同步管理单元同步启动无线电流、电压

传感器，并将测量信息传送至智能终端IED装置，由智能终端IED装置对

信息进行分析、计算后传输至上位管理计算机。

功能单元测量精

序号监测参数测量范围

名称度

泄漏电流35口A~650mA±1

避雷器监

1阻性电流10uA〜650mA±1

测单元

阻容比0-100%±0.5

2.2.4变压器油中溶解气体在线监测

*系统组成及工作原理

HC801B/C变压器油色谱在线监测系统由在线色谱监测柜（预配2瓶8

升载气）、后台监控主机、油色谱在线分析及故障诊断专家系统软件、变

压器阀门接口组件以及不锈钢油管几部分组成。

HC801B/C系统由气体采集模块、气体分别模块、气体检测及数据采

集模块、谱图分析模块等几部分构成。

气体采集模块实现变压器油气的分别功能。在气体分别模块中，气体

流经色谱柱后实现多种气体的分别，分别后的气体在色谱检测系统中，实

现由化学信号到电信号的转变。气体信号由数据采集模块采集后通过通讯

口上传给后台监控系统，该系统能进行谱图的分析计算，并依据气体标定

数据自动计算出每种气体的浓度值。故障诊断系统依据气体浓度值，用软

件系统内的变压器故障诊断算法自动诊断出变压器运行状态,如发觉异样

系统能诊断出变压器内部故障类型并给出修理建议。

技术特点

取油方式：油泵强制循环，检测刚好，无死区油样

脱气方式：真空脱气

检测原理：进口可燃气体传感器

测量种类：H2、CO、C02、CH4、C2H2、C2H4、C2H6七

种

分别方式：进口色谱柱

进样方式：电磁六通阀进样

温度限制：二级智能温控系统；温控精度±0.1C

数据通讯：RS485/GPRS有线/无线通讯可选

通讯协议：及变电站综自系统及调度自动化系统兼容，可便利实现信

息远传

网络协议：支持TCP/IP网络协议，支持远程监测及远程维护

报警方式：现场装置亮灯报警；后台软件二级声/光报警，手机信号

报警等

故障诊断：IEC60599、国标三比值法、两比值法、大卫三角形法、立

方图示法等

微水测量：选配功能，可增加测量油中水含量（ppm）和水活性（aw）。

*技术参数

电源：220V50Hz沟通电源（10A以上）

钢瓶载气：高纯空气99.999%,可在当地配置

载气更换：三年左右（正常运用条件下）

脱气模块寿命：八年以上

油气分别时间：10分钟

分析周期：最短1小时，可随意设定

标定周期：大于2年

色谱柱寿命：接受定期自活化技术，运用寿命大于8年

检测器寿命：五年以上

数据存储周期：20年

工作环境温度：变压器油温度范围：15C〜80℃

工作环境温度范围：-40℃〜+70C

工作相对湿度：5%〜95%,无冷凝

软件安装：Win2000/XP平台上运行

面板指示：工作状态：箱风光板上有四色指示灯：

黄色一电源，绿色一运行，红色一变压器故障报警，兰色一装置故障

柜体尺寸：700（长）X600（宽）X1600（高）mm

柜体重量：150KG

防护等级：IP65以上

2.2.5HC系列铁芯接地电流在线监测

通过挂装在铁芯接地引线上的穿芯式无线同步电流传感器，监测运行

中铁芯接地电流的大小，自动推断变压器铁芯接地状态。实现对铁芯接地

电流的智能监测功能。接受穿心式CT,安装于铁芯接地线上，不变更铁

芯接地线连续一样的通流实力。

铁芯接地电流最小可测量不大于1mA,最大可测量不小于10A,测量

不确定度不大于2%o最小监测周期不大于30秒，每30秒报送测量结果

一次，监测周期可调。

设备名称监测参数测量范围测量精度

变压器铁芯/夹件接地电铁芯接地电流1mA〜10A±2%

流在线监测装置夹件接地电流1mA〜10A±2%

2.2.6无线断路器在线监测

*系统组成及工作原理

断路器在线监测系统由断路器监测单元、区域限制单元以及采集装置

组成，采集装置通过区域限制单元将断路器监测单元的信息采集上来，经

过整理分析后上传至上位管理计算机。原理图如下:

机械特性监测应包括分、合闸线圈电流波形、动作时间、次数。分、

合闸线圈电流波形由小电流传感器以穿心方式从分、合闸限制回路取样,

传感器应紧固于合适的位置；储能状态的监测包括储能电机的电流和电

压，其中电流由小电流传感器以穿心方式从储能电机电源回路取样，电压

可由分压器取样，确保电流和电压传感器不影响储能电机的平安运行。

*技术内容

♦实时记录断路器在正常开断、空载开断、故障开断的动作日期；

♦累计记录断路器在正常开断、空载开断、故障开断的动作次数；

♦实时记录断路器开断时分闸线圈电流波形及动作时间；

♦实时记录断路器合闸时合闸线圈电流波形及动作时间；

♦监督断路器偷跳及断路器拒动。

*断路器机械特性监测指标

监测参数获得参数技术要求

分、合闸电流波分、合闸电流幅值、时间曲完整记录分合闸全过程，

形线幅值误差：W5%

动作动作时间、次数分合闸动作时间的测

量不确定度为1ms

2.2.7HC系列数字型SF6气体在线监测

数字式SF6气体微水及密度在线监测器属于光机电一体化领域中基于

PC机的工业生产过程限制系统，主要应用于电力行业的主设备之一SF6高

压断路器SF6气体的在线监测及限制，该系统对SF6气体的含水量、密度和

温度进行实时数据采集显示、数据远传、故障报警及闭锁机构启动、后台

数据显示及分析，为电力系统生产管理及设备状态检修供应信息及依据。

产品接受先进的传感技术、单片机技术、现代物理分析理论、限制理

论和通讯技术成果，并有多项具有自主学问产权的创新技术，如气体在密

封压力容器内变更环境温度和变更压力下的微量水分和密度的连续检测

技术等。

产品分微水综合监测（监测微水、密度和温度）和密度监测（监测密

度和温度）两个种类，由不同的监测器和主机构成。监测器及SF6气体气

室连接，主机为监测器供电、现场显示和通讯转接，并通过RS-485总线

传输至后台综自系统。用户也可以选配本公司专用后台及监测软件，并可

转换至各类有线或无线网。

系统对SF6气体的含水量、密度和温度进行实时数据采集显示、数据

远传、故障报警及闭锁信号传输、后台数据显示及分析。

主要功能特点：

＞在线监测SF6断路器的SF6气体的微水、温度、密度;

＞SF6断路器SF6气体泄漏报警；

＞可设置报警门限值和显示方式；

＞当被测气体指标超标时，自动按事先设定的门限上传报警信号

至监测单元；

＞可按设定的时间和频率，采样存储监测数据，并按须要将上述

数据上传至系统主机，供视察分析之用；

＞基于数字化变电站现场多套运行的IEC61850通讯技术，支持多

种通讯组网方式。

技术性能指标：

监测参

序号检测范围精度

数

1微水1〜2,000uL/L±3%FS

2密度0.01-l.OOMPa±0.75%FS

3温度-50〜99c±1℃

2.2.8无线温度在线监测

无线温度在线监测系统由一个或多个数字温度检测器及当地主机组

成，数字温度检测器及当地主机接受无线方式传输数据。当地主机及远程

主机接受RS485/CAN/100M以太网进行组网通讯，完成N+1点的温度、温

升测量，并依据整定的温度、温升值刚好发出预警和告警信号，同时具备

温升故障分析和历史查询功能。

无线温度在线监测系统具有抗干扰强、实时性高、隔离好等优点。具

有最优的性能价格比，结构简洁、好用、功能强，运行平安牢靠，安装便

利。

ST-8700无践汉度传嫄器ST-8700无线温度传A8器

系统特点

1、检测温度范围宽-20〜+125℃,精度±1℃.

2、数字温度检测器接受超低功耗设计，能在-40〜+150C的宽温度范

围内牢靠工作。

3、当地主机具有预警和告警功能，还可监测环境温度，并具备完善

的自检功能。

4、掉电不丢失时间记录，可记录12小时内温度变更状况，硬件实时

时钟，不受装置掉电影响。

5、装置箱体按抗振动、防尘密封设计，可在环境恶劣的环境下稳定

运行。

系统原理及技术参数

无线温度在线监测系统接受软、硬件抗干扰措施，在软件设计上应用

数字编码、解码技术，剔除干扰型号，并运用了软件滤波技术；在硬件上

接受金属屏蔽，加强各级滤波，消退高频干扰，微电子器件接受军工级以

上品质产品。利用触头温度变更相对缓慢的特点，对检测点信号反复接收,

多次采集，解除异样数据以保证数据牢靠性，有效地消退了安装环境因强

电场、强磁场以及系统事故出现猛烈的电磁暂态等因素引起的主要干扰型

号，保证监测系统的稳定牢靠运行。

主机功耗：不大于5W

测量范围：0〜+150℃

测量精度：±1℃

无线接受灵敏度：<100dBm

无线放射功率：<5dBm

♦无线传输距离：室内传感器：不大于10m（无遮挡）

室外传感器：200米

电池寿命：〉7年

继电器接点容量：240VAC、10A或30VDC、5A

主机工作温度：-20—+55℃

♦传感器工作温度：-20〜+150℃

产品应用范围

1）凹凸压开关柜的应用

温度在线监测系统主要针对凹凸压开关柜内动、静触头、电缆头、母

排接点等部位进行温度在线监测；采集模块固定在被测物体表面，温度传

感器干脆测量需监测的接点温度；通过无线方式及主机传输温度数据。

电缆接头传感器断路器触头传感器

2）隔离开关的应用

高压隔离开关由于户外工作环境恶劣、连接部位紧固螺栓压力不当

等缘由，当负荷变更大或超过负荷运载时简洁引起接触电阻增大，可能会

导致本地、凹凸压接头温度过高，从而造成平安隐患；而且高压隔离开关

数量多、分布广、距离远，很难做到实时巡检。对隔离开关接头等进行温

度在线监测，从根本上解决了开关接头运行温度不易监测的难题，并利用

现有通讯通道进行温度数据上传，具有更高的牢靠性和可操作性。

2.2.9HCDL型变电设备IED

变电设备IED装置通过无线数据采集数据送至就地智能采集柜，设备

过程层由安装在现场的无线同步电流电压传感器、无线智能组件和采集单

元组成，完成各种在线监测信号的传感、采集、预处理（转为数字信号）

和对上层无线通信的任务。智能采集柜将采集的各类在线监测信息接受

IEC61850规约上传过程层设备，并将信息传送给数据服务器，数据服务

器进行在线分析计算。局域网内用户通过TCP/IP网络实施远程监控查询,

变电设备TED装置具备数据远传功能,满足及电力系统其他专用网络连接

及容量扩充等要求。

2.2.10管理分析软件

整个系统管理分析软件开发完毕，对全站安装的各种在线监测设备

采集装置和无线电流传感器进行数据管理，依据指定的时间间隔自动及每

个容性设备集中采集装置通讯，读取测量数据，保存在数据库中，并能够

做误差初步处理，计算平均值。能够依据要求接受确定的推断规则对所测

量的数据分析，给出每个被监测设备的绝缘状况以及主变油气体参数监

测，以B/S方式发布供检修人员参考。

【软件示意介绍】

输变电设备在线监测系统

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【功能结构图】

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模块功能：

1、设备位图显示：显示对应的监测设备在现场的模拟分布图，并清

楚显示最新的设备状态，包括在线状态、相对介损、泄漏电流、电容变更

率、断路器动作参数监测等信息，同时简洁分析设备的运行状态。同时,

对数据进行误差处理，并依据判别规则推断被测设备绝缘状况以及变压

器，给出诊断结果，对绝缘状况恶化的设备给出报警信息。

2、历史数据分析：查询某个或几个设备某段时间的运行数据，供应

数据报表、曲线绘制、打印、导出功能，并可对数据做误差分析，分析测

量数据的精确性。

3、参数设置：进行系统基本参数的设定，包括传感器、测试仪的增

加、删除，属性修改；系统运行参数设定；用户管理；设备类别设置；报

警值设定。

4、报警记录查询：查询以往的报警记录。

5、日志管理：运行过程的一些错误信息记录。供管理员维护时参考。

6、系统维护：列出一些常见系统故障及解决方案，用户可依据故障

信息指导解除一些常见故障。

7、用户配置：登录用户的用户密码及用户姓名的设定。

3项目实施方案

电网设备状态检修是指依据电网设备的运行状态合理支配检修时

间和检修项目，其基本思想是：设备应尽可能长时间地处于运行状态，只

要设备结构和性能即将破坏的临界状态才停运检修,变更以时间为基准的

预防性检修为以状态为基准的响应性检修，做到该修才修。所以说，状态

检修亦称视情检修、预知检修、适应性检修等。它及“定期支配检修”的

主要区分是以实际运行状态取代固定的检修周期。状态检修可以削减停电

次数，提高供电牢靠性；可以削减检修的费用开支，提高经济效益；可以

削减设备事故和避开人身伤亡事故。

3.1项目支配周期

整个项目的完成期限为12个月。

3.2项目担当单位

本项目由武汉慧测电力科技有限公司和南昌供电公司共同实施。

3.3系统实施的主要任务

随着用电负荷的发展，为了提高供电牢靠性，满足用户的用电需求以

及协作大同市城市电网的无油化改造,需对站内设备加装输变电设备在线

监测装置。容性高压设备绝缘在线监测主要是对变电站220KV设备区、

110KV设备区、主变设备区的容性设备（PT.CT.主变套管及耦合电容器主

变油色谱等）设备及测量点进行在线监测；断路器在线监测主要是对变电

站220KV设备区、110KV设备区的开关设备运行参数进行在线监测，通过

提取被测设备的特征参数进行在线分析、推断，达到在线“故障诊断”的

目的，从而实现对设备的状态检修。电网设备状态检修是指依据电网设备

的运行状态合理支配检修时间和检修项目，其基本思想是：设备应尽可能

长时间地处于运行状态，只要设备结构和性能即将破坏的临界状态才停运

检修，变更以时间为基准的预防性检修为以状态为基准的响应性检修，做

到该修才修。所以说，状态检修亦称视情检修、预知检修、适应性检修等。

它及“定期支配检修”的主要区分是以实际运行状态取代固定的检修周期。

状态检修可以削减停电次数，提高供电牢靠性;可以削减检修的费用开支,

提高经济效益；可以削减设备事故和避开人身伤亡事故。

3.4平安措施

进入施工现场，严格依据电力作业平安规程执行。负责人对现场的平

安措施、工作内容和平安留意事项应对各施工人员详细说明。各施工人员

应听从监护人员和工作负责人的指挥。现场平安员对整个工程的平安进行

督促和检查，对违反平安规定的行为进行制止，不听劝告的，责令离开工

作现场，并进行惩处。详细简述如下：

1、起先施工前，确定要经过变电站值班人员的许可，按要求细致填

写好工作票后方可进入现场施工。

2、进场前对全体施工人员进行平安教化，树立平安第一的观念，强

调在执行平安制度下开展工作，强调如丛指挥观念。组织进场施工人工进

行平安工作的培训I,学习《电业平安工作规程》、《电力建设平安工作规程》

及有关平安生产文件，明确电力平安作业制度在电力运行中的重要作用。

施工是在不停电条件下进行，因此，作业人员的活动范围及所携带的

工具、材料及带电部位应保持足够的平安距离:

220kV设备运行区域不停电时的平安距离为3m；

HOkV设备运行区域不停电时的平安距离为1.5m；

35kV设备运行区域不停电时的平安距离为0.7m；

3、进入现场的各施工人员应穿工作服、工作鞋，戴好平安帽。

4、施工负责人应向施工人员交代清楚工作地点、工作范围、工作内

容、工作时间及工作的平安措施。全体施工人员必需是自上而下进行平安

技术交底，驾驭工程特点及施工措施。

5、现场检修电源的取得应听从监护人员的指挥，需2人进行接取，

对不听从平安监察部门及施工管理人员的，必需停止工作，工作中出现的

问题应刚好向平安监察部门反映。

6、施工的主要留意点如下：

开工前应对施工机械、工器具及平安防护措施进行一次检查

在各种设备上钻孔时，应避开损伤到内部的电缆，钻孔时应做好隔离

措施。

施工时人员应及运行带电设备保持平安距离。

进入主控室时，应关闭手机，避开干扰电力设备的正常运行，施工过

程中不得进入无关区域。

7、施工结束，应做到工完料尽场地清，保持施工前原貌，复原现场。

8、其他未尽事宜按电力作业平安规程执行。

3.5项目实施明细

表3.1艾湖变变电设备在线监测装置加装明细

编

数量

投运

号电压

家

生产厂

类型

监测

型号

名称

设备

（套）

等级

日期

气

溶解

油中

1

SFSZ9

体

220k

2004-

-1500

变压

常州

1

电

接地