CN104391211A - 一种用于串补装置的状态检修在线检测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于串补装置的状态检修在线检测系统，包括：分布式在线监控子系统、网络通讯子系统和后台检测子系统；分布式在线监控子系统发给后台检测子系统，采集各个需监控的串补装置的状态参数，将所采集的状态参数通过网络通讯子系统；当需监控的串补装置发生故障时，对需监控的串补装置进行保护操作；后台检测子系统，将所接收的状态参数存储在运行状态数据库中，并根据所接收的状态参数以及所述运行状态数据库中所存储的历史状态参数确定串补装置和关键装置的运行可靠性指标，进行运行状态评估，生成实时的状态检修策略。通过使用上述系统，可以根据状态参数实时地进行运行状态评估，生成实时的状态检修策略。

Description

一种用于串补装置的状态检修在线检测系统

技术领域

本发明涉及交流输电技术，特别是指一种用于串补装置的状态检修在线检测系统。

背景技术

交流输电系统的串联电容器补偿技术(简称串补)是将电力电容器串联于交流输电线路中，补偿交流输电线路的部分感性阻抗，从而达到增加线路输送容量、提高系统稳定性、降低网损、节约投资等目的。固定串补是在交流输电线路中串入电力电容器组，用于补偿线路电感，增加线路输送容量的设备。可控串补在固定串补的基础上增加了晶闸管阀支路，晶闸管控制系统通过改变晶闸管触发角，调节可控串补的等值基波阻抗，实现对输电线路基波阻抗的动态控制。与固定串补相比，可控串补在增加线路输送能力的同时进一步提高了电力系统的稳定性。

电力系统的迅速发展，单机和发电厂容量、变电所容量、城市和工业中心的负荷和负荷密度的继续增加，以及电力系统之间的互联，导致现代大电力系统各级电网中的短路电流水平不断增加。短路电流超标已成为威胁现代电力系统安全运行的重要问题之一。除改变电网结构之外，串联谐振型故障电流限制器装置是解决短路电流超标问题的新思路和新途径。2009年，超高压故障电流限制器装置已在华东电网500kV瓶窑变电所挂网运行，该装置正处于工程推广应用阶段。

在目前的现有技术中，固定串联电容器补偿装置、晶闸管控制串联电容器补偿装置、串联谐振型故障电流限制器装置等装置的运行可靠性及可维护性得到了业内的广泛关注。首先，固定串补等装置都是由多个设备构成的集成装置，其运行可靠性受到多个分设备和子系统运行状态的不同程度的制约。串联电容器组、MOV、火花间隙、旁路断路器等主设备(即关键设备)的故障与运行可靠性水平的降低对串补装置的正常运行将构成严重威胁，因而这些故障事件的后果非常严重，一般会引起串补装置的强迫停运。另外，双冗余配置的控制保护系统故障、隔离开关等设备的一般性故障则不应当引发串补装置的强迫停运，以减小对电力系统的不利影响。

但是，在现有技术中，还没有提出一种合适的系统来实现上述的目的。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种用于串补装置的状态检修在线检测系统。

基于上述目的本发明提供的一种用于串补装置的状态检修在线检测系统包括：分布式在线监控子系统、网络通讯子系统和后台检测子系统；

所述分布式在线监控子系统，采集各个需监控的串补装置的状态参数，并将所采集的状态参数转换为数字信号后发送给所述网络通讯子系统；还用于将所述数字信号转换成光信号，并当需监控的串补装置发生故障时，对需监控的串补装置进行保护操作；

其中，所述状态参数包括：串补装置的一次电气量信息、串补装置的开关量信息、预设关键设备的温度和参数不平衡度；

所述网络通讯子系统，为所述分布式在线监控子系统和所述后台检测子系统建立点对点连接，并将从所述分布式在线监控子系统接收的数字信号转发给所述后台检测子系统；

所述后台检测子系统，将所接收的状态参数存储在运行状态数据库中，并根据所接收的状态参数以及所述运行状态数据库中所存储的历史状态参数确定串补装置和关键装置的运行可靠性指标，进行运行状态评估，并根据评估结果以及用户设定的参数，生成实时的状态检修策略；

其中，所述分布式在线监控子系统包括：激光送能装置、平台测量装置和控制保护装置；其中，所述控制保护装置为串补装置的控制保护装置；

所述激光送能装置，用于为所述平台测量装置和控制保护装置提供电源供给；

所述平台测量装置，用于采集各个需监控的串补装置的状态参数，并将所采集的状态参数转换为数字信号后发送给所述网络通讯子系统；还用于将所述数字信号转换成光信号，并将所采集的状态参数和光信号发送给所述控制保护装置；

所述控制保护装置，用于当需监控的串补装置发生故障时，根据所接收的状态参数和光信号对需监控的串补装置进行保护操作。

作为本发明的又一个实施例，所述平台测量装置包括：信号调理单元、模数转换单元、数据处理及传输单元和电源转换单元；

所述检测单元，用于发出同步采样脉冲信号，采集各个需监控的串补装置的状态参数；

所述信号调理单元，对所采集的状态参数进行信号调理，将调理后的状态参数发送给所述模数转换单元；

所述模数转换单元，在同步采样脉冲信号的控制下，周期性的同时启动各个通道的采样和模数转换过程，将所述状态参数转换为数字信号，并将所述数字信号发送给所述数据处理及传输单元和所述网络通讯子系统；

所述数据处理及传输单元，采用串行的方式将所述数字信号按照预设的的通信协议打包后，通过同步串行口以光信号的形式发送给所述控制保护装置；

所述电源转换单元，包括光伏转换单元和CT取能及变换单元，用于提供电源。

作为本发明的另一个实施例，所述保护操作包括：

触发GAP和合旁路断路器的操作。

作为本发明的一个较佳实施例，所述预设关键设备包括：

电容器组、金属氧化物限压器、火花间隙、旁路断路器、旁路隔离开关、串联隔离开关、接地开关和晶闸管阀等设备。

作为本发明的一个实施例，所述网络通讯子系统通过工业以太网、CAN总线或电话拨号为所述分布式在线监控子系统和所述后台检测子系统建立点对点连接的数字通道。

作为本发明的一个可选实施例，所述后台检测子系统还用于提供人机交互界面，并通过所述人机交互界面管理登录权限、设定状态参数、生成并输出检修检测报告、输出图形报表和显示数据。

作为本发明的一个优选实施例，所述实时的状态检修策略包括：

计划停运检修、非计划停运检修、不停电检修、增加热备用和更换备品备件操作。

从上面所述可以看出，本发明提供的用于串补装置的状态检修在线检测系统，可通过分布式在线监控子系统采集各个需监控的串补装置的状态参数，并将所采集的状态参数发送给后台检测子系统，而后台检测子系统则可根据状态参数实时地进行运行状态评估，并根据评估结果以及用户设定的参数，生成实时的状态检修策略，因此可以在线监测各个串补装置和/或预设关键设备的运行状态，并结合历史运行数据和关键设备的寿命特性，对串补装置及其关键设备未来的运行状态做出预估，形成串补装置和关键设备的运行可靠性的指标，评估开展状态检修的必要性，并适时发布状态检修的方案，克服了现有技术中的串补装置/故障电流限制器控制常规运行和检修方案的缺陷，并可以为运行人员实时提供检修参考，在装置运行可靠性较高的寿命周期内减少不必要的计划检修，避免了计划检修的盲目性，防止过度检修或检修不足造成的资源浪费和对设备的不良影响，显著提高了串补装置的可靠性、可用率、利用率和检修效率。

附图说明

图1为本发明实施例中的用于串补装置的状态检修在线检测系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

本发明的实施例中提供了一种用于串补装置的状态检修在线检测系统。

图1为本发明实施例中的用于串补装置的状态检修在线检测系统的结构示意图。如图1所示，本发明实施例中的用于串补装置的状态检修在线检测系统主要包括：分布式在线监控子系统、网络通讯子系统和后台检测子系统；

所述分布式在线监控子系统，采集各个需监控的串补装置的状态参数，并将所采集的状态参数转换为数字信号后发送给所述网络通讯子系统；还用于将所述数字信号转换成光信号，并当需监控的串补装置发生故障时，对需监控的串补装置进行保护操作；

其中，所述状态参数包括：串补装置的一次电气量信息、串补装置的开关量信息、预设关键设备的温度和参数不平衡度；

所述网络通讯子系统，为所述分布式在线监控子系统和所述后台检测子系统建立点对点连接，并将从所述分布式在线监控子系统接收的数字信号转发给所述后台检测子系统；

所述后台检测子系统，将所接收的状态参数存储在运行状态数据库中，并根据所接收的状态参数以及所述运行状态数据库中所存储的历史状态参数确定串补装置和关键装置的运行可靠性指标，进行运行状态评估，并根据评估结果以及用户设定的参数，生成实时的状态检修策略，从而可以为运行人员实时提供检修参考。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述分布式在线监控子系统包括：激光送能装置、平台测量装置和控制保护装置；其中，所述控制保护装置为串补装置的控制保护装置；也就是说，所述分布式在线监控子系统与串补装置共同使用同一个控制保护装置，从而对该控制保护装置实现了复用。

所述激光送能装置，用于为所述平台测量装置和控制保护装置提供电源供给；

所述平台测量装置，用于采集各个需监控的串补装置的状态参数，并将所采集的状态参数转换为数字信号后发送给所述网络通讯子系统；还用于将所述数字信号转换成光信号，并将所采集的状态参数和光信号发送给所述控制保护装置；

所述控制保护装置，用于当需监控的串补装置发生故障时，根据所接收的状态参数和光信号对需监控的串补装置进行保护操作。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述平台测量装置包括：信号调理单元、模数转换单元、数据处理及传输单元和电源转换单元；

所述检测单元，用于发出同步采样脉冲信号，采集各个需监控的串补装置的状态参数；

所述信号调理单元，对所采集的状态参数进行信号调理，将调理后的状态参数发送给所述模数转换单元；

所述模数转换单元，在同步采样脉冲信号的控制下，周期性的同时启动各个通道的采样和模数转换过程，将所述状态参数转换为数字信号，并将所述数字信号发送给所述数据处理及传输单元和所述网络通讯子系统；

所述数据处理及传输单元，采用串行的方式将所述数字信号按照预设的的通信协议打包后，通过同步串行口以光信号的形式发送给所述控制保护装置；

所述电源转换单元，包括光伏转换单元和CT取能及变换单元，用于提供电源。

较佳的，在本发明的具体实施例中，保护操作包括：触发GAP、合旁路断路器等操作。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述预设关键设备包括：电容器组、金属氧化物限压器(MOV)、火花间隙(GAP)、旁路断路器、旁路隔离开关、串联隔离开关、接地开关和晶闸管阀等设备。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述网络通讯子系统可以根据实际应用情况，通过工业以太网、CAN总线或电话拨号等方式为所述分布式在线监控子系统和所述后台检测子系统建立点对点连接的数字通道。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述后台检测子系统还用于提供人机交互界面，并通过所述人机交互界面管理登录权限、设定状态参数、生成并输出检修检测报告、输出图形报表、显示数据。

较佳的，在本发明的具体实施例中，可以通过使用趋势图、报表、告警信息等方式输出检修检测报告，提供检修的辅助决策策略。

较佳的，在本发明的具体实施例中，所述实时的状态检修策略包括：计划停运检修、非计划停运检修(特定时间延迟后停运检修)、不停电检修、增加热备用和更换备品备件操作。

综上可知，在本发明中的用于串补装置的状态检修在线检测系统中，由于可通过分布式在线监控子系统采集各个需监控的串补装置的状态参数，并将所采集的状态参数发送给后台检测子系统，而后台检测子系统则可根据状态参数实时地进行运行状态评估，并根据评估结果以及用户设定的参数，生成实时的状态检修策略，因此可以在线监测各个串补装置和/或预设关键设备的运行状态，并结合历史运行数据和关键设备的寿命特性，对串补装置及其关键设备未来的运行状态做出预估，形成串补装置和关键设备的运行可靠性的指标，评估开展状态检修的必要性，并适时发布状态检修的方案，克服了现有技术中的串补装置/故障电流限制器控制常规运行和检修方案的缺陷，并可以为运行人员实时提供检修参考，在装置运行可靠性较高的寿命周期内减少不必要的计划检修，避免了计划检修的盲目性，防止过度检修或检修不足造成的资源浪费和对设备的不良影响，显著提高了串补装置的可靠性、可用率、利用率和检修效率；另外，在预设关键设备的运行可靠性严重恶化时，还可通过使用上述的系统对关键设备进行保护操作，可以迅速转入检修或更换备品备件，防止强迫停运对系统造成严重冲击，提高了整个系统的运行的安全性；此外，本发明中的上述系统可以对可靠性数据进行采集、更新和分析，不仅可支持状态检修工作，同时还能有力支撑电力设备的全寿命周期管理。而且，本发明中的系统符合国内电网装置运行习惯，其结构开放、灵活，便于和站内其它设备兼容，容易接入其他电气量信息和在此基础上开发高级应用，主电路结构合理，便于设备制造与集成，可以推广到故障电流限制器等多种FACTS装置的运行实践中。

另外，本发明中所提供的上述系统，可用于固定串联电容器补偿装置(FSC)、晶闸管控制串联电容器补偿装置(TCSC)、串联谐振型故障电流限制器装置(FCL)等，也可拓展到整个灵活交流输电装置的控制保护系统，属于电力系统灵活交流输电(FACTS)领域。

所属领域的普通技术人员应当理解：以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种用于串补装置的状态检修在线检测系统，其特征在于，包括：分布式在线监控子系统、网络通讯子系统和后台检测子系统；

所述分布式在线监控子系统，采集各个需监控的串补装置的状态参数，并将所采集的状态参数转换为数字信号后发送给所述网络通讯子系统；还用于将所述数字信号转换成光信号，并当需监控的串补装置发生故障时，对需监控的串补装置进行保护操作；

其中，所述状态参数包括：串补装置的一次电气量信息、串补装置的开关量信息、预设关键设备的温度和参数不平衡度；

所述网络通讯子系统，为所述分布式在线监控子系统和所述后台检测子系统建立点对点连接，并将从所述分布式在线监控子系统接收的数字信号转发给所述后台检测子系统；

所述后台检测子系统，将所接收的状态参数存储在运行状态数据库中，并根据所接收的状态参数以及所述运行状态数据库中所存储的历史状态参数确定串补装置和关键装置的运行可靠性指标，进行运行状态评估，并根据评估结果以及用户设定的参数，生成实时的状态检修策略；

其中，所述分布式在线监控子系统包括：激光送能装置、平台测量装置和控制保护装置；其中，所述控制保护装置为串补装置的控制保护装置；

所述激光送能装置，用于为所述平台测量装置和控制保护装置提供电源供给；

所述平台测量装置，用于采集各个需监控的串补装置的状态参数，并将所采集的状态参数转换为数字信号后发送给所述网络通讯子系统；还用于将所述数字信号转换成光信号，并将所采集的状态参数和光信号发送给所述控制保护装置；

所述控制保护装置，用于当需监控的串补装置发生故障时，根据所接收的状态参数和光信号对需监控的串补装置进行保护操作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述平台测量装置包括：信号调理单元、模数转换单元、数据处理及传输单元和电源转换单元；

所述检测单元，用于发出同步采样脉冲信号，采集各个需监控的串补装置的状态参数；

所述信号调理单元，对所采集的状态参数进行信号调理，将调理后的状态参数发送给所述模数转换单元；

所述模数转换单元，在同步采样脉冲信号的控制下，周期性的同时启动各个通道的采样和模数转换过程，将所述状态参数转换为数字信号，并将所述数字信号发送给所述数据处理及传输单元和所述网络通讯子系统；

所述数据处理及传输单元，采用串行的方式将所述数字信号按照预设的的通信协议打包后，通过同步串行口以光信号的形式发送给所述控制保护装置；

所述电源转换单元，包括光伏转换单元和CT取能及变换单元，用于提供电源。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述保护操作包括：

触发GAP和合旁路断路器的操作。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述预设关键设备包括：

电容器组、金属氧化物限压器、火花间隙、旁路断路器、旁路隔离开关、串联隔离开关、接地开关和晶闸管阀等设备。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述网络通讯子系统通过工业以太网、CAN总线或电话拨号为所述分布式在线监控子系统和所述后台检测子系统建立点对点连接的数字通道。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于：

所述后台检测子系统还用于提供人机交互界面，并通过所述人机交互界面管理登录权限、设定状态参数、生成并输出检修检测报告、输出图形报表和显示数据。

7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述实时的状态检修策略包括：

计划停运检修、非计划停运检修、不停电检修、增加热备用和更换备品备件操作。