CN105182128A - 一种多数据的变电站在线监测系统 - Google Patents

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CN105182128A CN201510569226.8A CN201510569226A CN105182128A CN 105182128 A CN105182128 A CN 105182128A CN 201510569226 A CN201510569226 A CN 201510569226A CN 105182128 A CN105182128 A CN 105182128A
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黄华林
郑敏
马继春
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本发明公开了一种多数据的变电站在线监测系统,它包括服务器端和变电站端;服务器端通过第二级电力信息网与变电站端连接;所述的服务器端包括通过第一级电力信息网互相连接的实时/历史数据库、服务器、接口机和状态信息接入网关机;所述的变电站端包括多个变电站,所述的变电站包括通过站内信息网相互连接的状态信息接入控制机和状态监测设备,其中状态信息接入控制机直接或者通过状态监测代理装置与状态监测设备连接;所述的状态监测设备包括SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统。本发明不仅对SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统的常用数据进行范围判断,还进行健康值的诊断,进行潜在故障进行诊断,安全可靠。

Description

一种多数据的变电站在线监测系统
技术领域
[0001 ] 本发明涉及一种多数据的变电站在线监测系统。
背景技术
[0002] 变电站,改变电压的场所。为了把发电厂发出来的电能输送到较远的地方,必须把电压升高,变为高压电,到用户附近再按需要把电压降低,这种升降电压的工作靠变电站来完成。变电站的主要设备是开关和变压器。按规模大小不同,小的称为变电所。变电站大于变电所。变电所:一般是电压等级在110KV以下的降压变电站;变电站:包括各种电压等级的“升压、降压”变电站。变电站是电力系统中变换电压、接受和分配电能、控制电力的流向和调整电压的电力设施,它通过其变压器将各级电压的电网联系起来。变电站在特定的环境中;是将AC — DC — AC转换过程。像海底输电电缆以及远距离的输送中。有些采用高压直流输变电形式。直流输电克服交流输电的容抗损耗。具有节能效应。变电站的主要设备和连接方式,按其功能不同而有差异。因此,需要一种对变电站的设备进行在线监测的系统。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于克服现有技术的不足,提供一种多数据的变电站在线监测系统。
[0004] 本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种多数据的变电站在线监测系统,它包括服务器端和变电站端;服务器端通过第二级电力信息网与变电站端连接;
所述的服务器端包括通过第一级电力信息网互相连接的实时/历史数据库、服务器、接口机和状态信息接入网关机;
所述的变电站端包括多个变电站,所述的变电站包括通过站内信息网相互连接的状态信息接入控制机和状态监测设备,其中状态信息接入控制机直接或者通过状态监测代理装置与状态监测设备连接;
所述的状态监测设备包括SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统,其中SF6气体监测设备的监测量包括环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除;变压器油中气体监测设备的监测量包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳;隔离开关的监测量包括触点温度;直流系统的监测量包括正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻;
状态信息接入控制机将接收到的状态监测设备的监测量依次通过站内信息网、第二级电力信息网、第一级电力信息网发送至状态信息接入网关机,状态信息接入网关机将数据转发至接口机,接口机将数据发送至实时/历史数据库保存,同时服务器对实时/历史数据进行分析:
对于SF6气体监测设备的数据分析:建立SF6气体监测设备的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第一无量纲参数,用(1-第一无量纲参数)*100代表控制SF6气体产生的设备的健康值,当控制SF6气体产生的设备的健康值小于设定的SF6气体监测设备健康值阈值,产生告警信息;同时当环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息;
对于变压器油中气体监测设备的数据分析:建立变压器油中气体监测设备的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将氢气、甲烧、乙烧、乙稀、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第二无量纲参数,用(1-第二无量纲参数)*100代表产生变压器油中气体的设备的健康值,当产生变压器油中气体的设备的健康值小于设定的变压器油中气体监测设备健康值阈值,产生告警信息;同时当氢气、甲烧、乙烧、乙稀、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息;
对于隔离开关的数据分析:建立隔离开关的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成触点温度的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将触点温度的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第三无量纲参数,用(1-第三无量纲参数)*100代表隔离开关的健康值,当隔离开关的健康值小于设定隔离开关健康值阈值,产生告警信息;同时当触点温度其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息;
对于直流系统的数据分析:建立隔离开关的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第四无量纲参数,用(1-第四无量纲参数)*100代表直流系统的健康值,当直流系统的健康值小于设定直流系统健康值阈值,产生告警信息;同时当正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息。
[0005] 所述的第一级电力信息网与第二级电力信息网之间设置有至少一个防火墙设备。
[0006] 所述的状态监测代理装置通过多端口转发器与多个状态监测设备连接;多端口转发器与状态监测设备之间采用103/104通讯规约。
[0007] 所述的第二级电力信息网与站内信息网之间采用12接口协议;状态信息接入控制机与状态监测代理装置之间采用DL/T860规约;状态信息接入控制机与状态监测设备之间采用DL/T860规约;接口机和状态信息接入网关机之间采用12接口协议。
[0008] 本发明的有益效果是:本发明对变电站中常用的SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统进行在线监测,通过设置于变电站端的状态信息接入控制机采集状态监测设备的数据并发送至服务器端的状态信息接入控制机。服务器不仅对SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统的常用数据进行范围判断,还通过对SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统的常用数据进行健康值的诊断,进行对SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统的潜在故障进行诊断,安全可靠。
附图说明
[0009] 图1为本发明结构方框图。
具体实施方式
[0010] 下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案:如图1所示,一种多数据的变电站在线监测系统,它包括服务器端和变电站端;服务器端通过第二级电力信息网与变电站端连接;
所述的服务器端包括通过第一级电力信息网互相连接的实时/历史数据库、服务器、接口机和状态信息接入网关机;
所述的变电站端包括多个变电站,所述的变电站包括通过站内信息网相互连接的状态信息接入控制机和状态监测设备,其中状态信息接入控制机直接或者通过状态监测代理装置与状态监测设备连接;
所述的状态监测设备包括SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统,其中SF6气体监测设备的监测量包括环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除;变压器油中气体监测设备的监测量包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳;隔离开关的监测量包括触点温度;直流系统的监测量包括正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻。
[0011] SF6气体监测设备用于监测断路器及组合电器的SF6气体。
[0012] 状态信息接入控制机将接收到的状态监测设备的监测量依次通过站内信息网、第二级电力信息网、第一级电力信息网发送至状态信息接入网关机,状态信息接入网关机将数据转发至接口机,接口机将数据发送至实时/历史数据库保存,同时服务器对实时/历史数据进行分析:
对于SF6气体监测设备的数据分析:建立SF6气体监测设备的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第一无量纲参数,第一无量纲参数代表了 SF6气体监测设备性能下降的程度;用(1_第一无量纲参数)*100代表控制SF6气体产生的设备的健康值,越接近100表示健康度越好,相反越接近O表示健康状态越差,当控制SF6气体产生的设备的健康值小于设定的SF6气体监测设备健康值阈值,产生告警信息;同时当环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息;
对于变压器油中气体监测设备的数据分析:建立变压器油中气体监测设备的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第二无量纲参数,第二无量纲参数代表了变压器油中气体监测设备性能下降的程度;用(1-第二无量纲参数)*100代表产生变压器油中气体的设备的健康值,越接近100表示健康度越好,相反越接近O表示健康状态越差,当产生变压器油中气体的设备的健康值小于设定的变压器油中气体监测设备健康值阈值,产生告警信息;同时当氢气、甲烧、乙烧、乙稀、乙炔、总经、微水含量、一氧化碳和二氧化碳其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息;
对于隔离开关的数据分析:建立隔离开关的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成触点温度的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将触点温度的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第三无量纲参数,第三无量纲参数代表了隔离开关性能下降的程度;用(1-第三无量纲参数)*100代表隔离开关的健康值,越接近100表示健康度越好,相反越接近O表示健康状态越差,当隔离开关的健康值小于设定隔离开关健康值阈值,产生告警信息;同时当触点温度其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息;
对于直流系统的数据分析:建立隔离开关的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第四无量纲参数,第四无量纲参数代表了直流系统性能下降的程度;用(1-第四无量纲参数)*100代表直流系统的健康值,越接近100表示健康度越好,相反越接近O表示健康状态越差,当直流系统的健康值小于设定直流系统健康值阈值,产生告警信息;同时当正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息。
[0013] 所述的第一级电力信息网与第二级电力信息网之间设置有至少一个防火墙设备。
[0014] 所述的状态监测代理装置通过多端口转发器与多个状态监测设备连接;多端口转发器与状态监测设备之间采用103/104通讯规约。
[0015] 所述的第二级电力信息网与站内信息网之间采用12接口协议;状态信息接入控制机与状态监测代理装置之间采用DL/T860规约;状态信息接入控制机与状态监测设备之间采用DL/T860规约;接口机和状态信息接入网关机之间采用12接口协议。

Claims (4)

1.一种多数据的变电站在线监测系统,其特征在于:它包括服务器端和变电站端;月艮务器端通过第二级电力信息网与变电站端连接; 所述的服务器端包括通过第一级电力信息网互相连接的实时/历史数据库、服务器、接口机和状态信息接入网关机; 所述的变电站端包括多个变电站,所述的变电站包括通过站内信息网相互连接的状态信息接入控制机和状态监测设备,其中状态信息接入控制机直接或者通过状态监测代理装置与状态监测设备连接; 所述的状态监测设备包括SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统,其中SF6气体监测设备的监测量包括环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除;变压器油中气体监测设备的监测量包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳;隔离开关的监测量包括触点温度;直流系统的监测量包括正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻; 状态信息接入控制机将接收到的状态监测设备的监测量依次通过站内信息网、第二级电力信息网、第一级电力信息网发送至状态信息接入网关机,状态信息接入网关机将数据转发至接口机,接口机将数据发送至实时/历史数据库保存,同时服务器对实时/历史数据进行分析: 对于SF6气体监测设备的数据分析:建立SF6气体监测设备的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第一无量纲参数,用(1-第一无量纲参数)*100代表控制SF6气体产生的设备的健康值,当控制SF6气体产生的设备的健康值小于设定的SF6气体监测设备健康值阈值,产生告警信息;同时当环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息; 对于变压器油中气体监测设备的数据分析:建立变压器油中气体监测设备的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将氢气、甲烧、乙烧、乙稀、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第二无量纲参数,用(1-第二无量纲参数)*100代表产生变压器油中气体的设备的健康值,当产生变压器油中气体的设备的健康值小于设定的变压器油中气体监测设备健康值阈值,产生告警信息;同时当氢气、甲烧、乙烧、乙稀、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息; 对于隔离开关的数据分析:建立隔离开关的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成触点温度的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将触点温度的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第三无量纲参数,用(1-第三无量纲参数)*100代表隔离开关的健康值,当隔离开关的健康值小于设定隔离开关健康值阈值,产生告警信息;同时当触点温度其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息; 对于直流系统的数据分析:建立隔离开关的监测量与时间相关的体系;自动根据实时/历史数据库的数据分别形成正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻的时间序列;将所有的时间序列用直线拟合,通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化,形成-1至I之间的值,并作为特征值;分别将正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻的特征值按照一定权重进行加权平均,形成在O至I之间的第四无量纲参数,用(1-第四无量纲参数)*100代表直流系统的健康值,当直流系统的健康值小于设定直流系统健康值阈值,产生告警信息;同时当正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻其中有一项超过设定阈值,也会产生告警信息。
2.根据权利要求1所述的一种多数据的变电站在线监测系统,其特征在于:所述的第一级电力信息网与第二级电力信息网之间设置有至少一个防火墙设备。
3.根据权利要求1所述的一种多数据的变电站在线监测系统,其特征在于:所述的状态监测代理装置通过多端口转发器与多个状态监测设备连接;多端口转发器与状态监测设备之间采用103/104通讯规约。
4.根据权利要求1所述的一种多数据的变电站在线监测系统,其特征在于:所述的第二级电力信息网与站内信息网之间采用12接口协议;状态信息接入控制机与状态监测代理装置之间采用DL/T860规约;状态信息接入控制机与状态监测设备之间采用DL/T860规约;接口机和状态信息接入网关机之间采用12接口协议。
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