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长期以来,我国电力系统对变点设备主要采取的是“定期检测,定期维修”的检修策略。这种检修方式对发现设备缺陷、减少事故、确保安全等方面的确发挥了不可替代的作用。但是,随着电力系统规模的迅速扩展,目前的电气设备维修策略已使维修人员感到穷于应付,维修质量难以保证。对于实际上不需要维修的设备进行检测和维修,不仅会降低设备的可用性,还有可能人为的增加隐患;依据经验延长检测和维修周期的设备可能由于个别的缺陷而发展成为事故。因此定期检修存在“维修过剩”和“维修不足”的缺陷,会造成高昂的维修成本。然而,依据设备的在线监测数据和预防性试验的数据对变压器的状态进行评估,按照评估的结果对变压器采取必要的检修策略可以及时的发现设备的缺陷、减少事故、确保安全,并节约大量的成本。
要准确、及时的得到设备的运行状态,必须实时的对在线监测数据和预防性试验数据进行分析。在线监测数据包括:变压器局部放电、油色谱、铁芯接地电流、变压器套管的介损和电容,断路器的微水、密度、相对湿度、温度、压力、触电的电气和机械特性,避雷器的全电流、阻性电流、动作次数,GIS的局放、微水、密度、相对湿度、温度、压力等。这些数据分别存储在变电站的不同在线监测系统中,要从上述浩瀚的数据中了解设备状态的发展,不借助专用的软件支撑平台是难以实现的。
状态检修是应用现代管理理念和管理技术,采用有效的检测手段和分析诊断方法,准确掌握设备状态,合理把握检修时机,提高了设备检修的针对性和有效性,能有效延长设备使用寿命,降低设备运行维护成本,提高供电设备检修的有效性和经济性,以及设备运行的安全性、可用性和可靠性。
状态检修是通过对设备关键参数的监测来识别其已有的或潜在的劣化迹象,在设备不停止运行的情况下,对其状态进行综合评估。因此,状态检修的关键是设备的状态评估,而状态评估的关键则是状态信息的获取、处理和利用,以及状态评估的技术依据、方法和流程。
变电网络是个异常庞大复杂的系统,设备元件众多,而且设备的主要动态数据多来自于现场。因此,对设备状态数据的获取、储存、分析处理和利用存在较大难度。尤其随着状态检修工作的深化,管理工作由粗放型向精细型转变,设备状态评估由定性向定量的发展过程中,这样的困难会越来越大。针对目前已经建立的送电、变电、调度等多套生产管理系统相互独立,信息资源不能共享,数据格式不规范、关联性差,管理信息凌乱,难以对数据进行智能分析和综合评价的现状,建立变电设备状态检修自动化系统成为专业管理的迫切需求,尽快解决设备状态信息凌乱、不系统、不完整、不准确、不规范的被动局面,建立计算机管理系统,实现状态检修工作的智能化管理已成为状态检修管理的重要课题。
变电设备状态检修自动化系统正是本课题的研究项目,本系统的实施是对电力部门现行的设备检修体制的重大革新。该系统的建设是以数据库、Windows服务、ASP.NET等技术为核心内容,实现与生产管理信息系统PMS、SCADA、变电、继电保护、调度等管理系统信息资源共享,保证信息源头的唯一性,并确定合理的信息传递流程。变电设备状态检修自动化系统的任务就是要借助于这样的集成化的网络环境,构成设备状态检修管理、分析、决策的辅助智能化平台。该系统能够直接指导生产,实现了生产管理的智能化,提高了检修工艺的标准化、规范化,促进了生产效率的提高。由于电力是涉及全社会的公用事业,其生产成本和管理水平的高低将直接对整个社会的经济效益产生巨大影响。
变电设备状态检修自动化集成系统主要完成以下几个方面的任务:第一,实现设备在线监测数据和电能质量数据的整合和数据共享。目前,变电设备各在线监测系统处于一个个的信息“孤岛”。另外,电能质量数据存储在调度信息系統中。将各在线监测系统的数据和电能质量数据整合到一个中心,实现数据的集中存储,实现数据格式的标准化和规范化,以便于数据的共享利用。第二,对变电设备的在线监测数据和电能质量数据进行预警、诊断和分析,对数据进行各种图形分析,使得用户对变电设备的数据实时跟踪,及时掌握设备的运行状况。第三、该软件采用分布式面向对象的技术,采用多层架构的基于Web的B/S结构体系。系统具有极高的可扩展性,可以应用于变压器、电抗器、CT、CVT、MOA、断路器、GIS等变电设备,还可以扩展到电力电缆和架空线路、电动机、中频发电机、直流设备等输变电设备。采用上述技术使得用户可以在任何地方、任何时候及时的掌握设备的各种数据和当前的状态。目前,国家电网公司出台了新的高压电气设备状态维修试验规程,设备的维护和检修正在由“定期检测,定期维修”向状态检修转变,急需此类软件。
上世纪七十年代末,美国电力科学研究院对电力设备的状态检修进行研究并应用。日本从八十年代开始,对电力设备实施以状态分析和在线监测为基础的状态检修。欧洲大多数国家正在进行检修体制的改革,方向也是状态检修。我国也开始了在状态检修方面的研究,重庆大学、华北电力大学、浙大快威和中国电科院也有类似的研究。但重点在某种设备的某个状态量的监测和分析,没有将整个在线监测数据进行综合管理和分析的研究。
智能化变电设备状态检修自动化集成系统软件的主要目的是为用户提供一个有效管理变电设备的各种状态数据、对数据做各种分析、通过分析对比对设备的当前状态做出正确判断的辅助管理平台。该系统首要任务是集成反映设备状态的各种数据。这些数据又安装在变电站的在线监测设备采集或由生产调度系统的自动化设备采集,有的存储在数据库中,有的未保存历史数据。其次,系统要完成对集成的数据的预警、诊断和分析,以便设备检修人员有效的利用这些数据对设备的状态做出正确的判断。
首先,系统完成各种反映设备状态数据的集成,包括:设备的在线监测数据、电能质量数据等。由于在线监测设备的厂家繁多,设备的类型和型号各异,在线监测数据的存储、分析方法差异很大,在数据集成的同时对数据进行规范化,建立标准的、统一的数据对象模型。
其次,对集成到系统的数据进行预警、诊断和分析。每种状态量数据依据国网公司试验规程中注意值、警示值或变化率的规定,对数据进行预警分析,超出规定值的数据报警。每种状态量数据提供数据报表查询和图形分析——趋势图分析。局部放电数据还提供二维(Q-Φ、N-Φ、N-Q)图、三维(N-Q-φ)图等谱图分析。油色谱数据提供三比值诊断,给出三比值计算结果,故障分析和故障成因分析等。
在线监测数据库是变电设备已有的在线监测子系统的数据库,由各在线监测系统的生产厂商创建或提供。数据集成同步程序主要完成将各在线监测系统中的数据转储集中到中心数据库,在转移的过程中进行规范化,将不同格式的数据统一和规范,以便于查询、分析。数据集成同步程序与在线监测系统的接口是在线监测数据库,即从在线监测数据库提取数据,经转换成标准的格式后再存入中心数据库。
电能质量数据是各种智能仪器采集的数据,如谐波分析仪。数据采集程序与电能质量在线监测装置的通讯接口是串口或USB接口或以太网接口。数据采集程序从谐波分析仪接口读取数据,再构造成标准的数据格式存入中心数据库。
要准确、及时的得到设备的运行状态,必须实时的对在线监测数据和预防性试验数据进行分析。在线监测数据包括:变压器局部放电、油色谱、铁芯接地电流、变压器套管的介损和电容,断路器的微水、密度、相对湿度、温度、压力、触电的电气和机械特性,避雷器的全电流、阻性电流、动作次数,GIS的局放、微水、密度、相对湿度、温度、压力等。这些数据分别存储在变电站的不同在线监测系统中,要从上述浩瀚的数据中了解设备状态的发展,不借助专用的软件支撑平台是难以实现的。
状态检修是应用现代管理理念和管理技术,采用有效的检测手段和分析诊断方法,准确掌握设备状态,合理把握检修时机,提高了设备检修的针对性和有效性,能有效延长设备使用寿命,降低设备运行维护成本,提高供电设备检修的有效性和经济性,以及设备运行的安全性、可用性和可靠性。
状态检修是通过对设备关键参数的监测来识别其已有的或潜在的劣化迹象,在设备不停止运行的情况下,对其状态进行综合评估。因此,状态检修的关键是设备的状态评估,而状态评估的关键则是状态信息的获取、处理和利用,以及状态评估的技术依据、方法和流程。
变电网络是个异常庞大复杂的系统,设备元件众多,而且设备的主要动态数据多来自于现场。因此,对设备状态数据的获取、储存、分析处理和利用存在较大难度。尤其随着状态检修工作的深化,管理工作由粗放型向精细型转变,设备状态评估由定性向定量的发展过程中,这样的困难会越来越大。针对目前已经建立的送电、变电、调度等多套生产管理系统相互独立,信息资源不能共享,数据格式不规范、关联性差,管理信息凌乱,难以对数据进行智能分析和综合评价的现状,建立变电设备状态检修自动化系统成为专业管理的迫切需求,尽快解决设备状态信息凌乱、不系统、不完整、不准确、不规范的被动局面,建立计算机管理系统,实现状态检修工作的智能化管理已成为状态检修管理的重要课题。
变电设备状态检修自动化系统正是本课题的研究项目,本系统的实施是对电力部门现行的设备检修体制的重大革新。该系统的建设是以数据库、Windows服务、ASP.NET等技术为核心内容,实现与生产管理信息系统PMS、SCADA、变电、继电保护、调度等管理系统信息资源共享,保证信息源头的唯一性,并确定合理的信息传递流程。变电设备状态检修自动化系统的任务就是要借助于这样的集成化的网络环境,构成设备状态检修管理、分析、决策的辅助智能化平台。该系统能够直接指导生产,实现了生产管理的智能化,提高了检修工艺的标准化、规范化,促进了生产效率的提高。由于电力是涉及全社会的公用事业,其生产成本和管理水平的高低将直接对整个社会的经济效益产生巨大影响。
变电设备状态检修自动化集成系统主要完成以下几个方面的任务:第一,实现设备在线监测数据和电能质量数据的整合和数据共享。目前,变电设备各在线监测系统处于一个个的信息“孤岛”。另外,电能质量数据存储在调度信息系統中。将各在线监测系统的数据和电能质量数据整合到一个中心,实现数据的集中存储,实现数据格式的标准化和规范化,以便于数据的共享利用。第二,对变电设备的在线监测数据和电能质量数据进行预警、诊断和分析,对数据进行各种图形分析,使得用户对变电设备的数据实时跟踪,及时掌握设备的运行状况。第三、该软件采用分布式面向对象的技术,采用多层架构的基于Web的B/S结构体系。系统具有极高的可扩展性,可以应用于变压器、电抗器、CT、CVT、MOA、断路器、GIS等变电设备,还可以扩展到电力电缆和架空线路、电动机、中频发电机、直流设备等输变电设备。采用上述技术使得用户可以在任何地方、任何时候及时的掌握设备的各种数据和当前的状态。目前,国家电网公司出台了新的高压电气设备状态维修试验规程,设备的维护和检修正在由“定期检测,定期维修”向状态检修转变,急需此类软件。
上世纪七十年代末,美国电力科学研究院对电力设备的状态检修进行研究并应用。日本从八十年代开始,对电力设备实施以状态分析和在线监测为基础的状态检修。欧洲大多数国家正在进行检修体制的改革,方向也是状态检修。我国也开始了在状态检修方面的研究,重庆大学、华北电力大学、浙大快威和中国电科院也有类似的研究。但重点在某种设备的某个状态量的监测和分析,没有将整个在线监测数据进行综合管理和分析的研究。
智能化变电设备状态检修自动化集成系统软件的主要目的是为用户提供一个有效管理变电设备的各种状态数据、对数据做各种分析、通过分析对比对设备的当前状态做出正确判断的辅助管理平台。该系统首要任务是集成反映设备状态的各种数据。这些数据又安装在变电站的在线监测设备采集或由生产调度系统的自动化设备采集,有的存储在数据库中,有的未保存历史数据。其次,系统要完成对集成的数据的预警、诊断和分析,以便设备检修人员有效的利用这些数据对设备的状态做出正确的判断。
首先,系统完成各种反映设备状态数据的集成,包括:设备的在线监测数据、电能质量数据等。由于在线监测设备的厂家繁多,设备的类型和型号各异,在线监测数据的存储、分析方法差异很大,在数据集成的同时对数据进行规范化,建立标准的、统一的数据对象模型。
其次,对集成到系统的数据进行预警、诊断和分析。每种状态量数据依据国网公司试验规程中注意值、警示值或变化率的规定,对数据进行预警分析,超出规定值的数据报警。每种状态量数据提供数据报表查询和图形分析——趋势图分析。局部放电数据还提供二维(Q-Φ、N-Φ、N-Q)图、三维(N-Q-φ)图等谱图分析。油色谱数据提供三比值诊断,给出三比值计算结果,故障分析和故障成因分析等。
在线监测数据库是变电设备已有的在线监测子系统的数据库,由各在线监测系统的生产厂商创建或提供。数据集成同步程序主要完成将各在线监测系统中的数据转储集中到中心数据库,在转移的过程中进行规范化,将不同格式的数据统一和规范,以便于查询、分析。数据集成同步程序与在线监测系统的接口是在线监测数据库,即从在线监测数据库提取数据,经转换成标准的格式后再存入中心数据库。
电能质量数据是各种智能仪器采集的数据,如谐波分析仪。数据采集程序与电能质量在线监测装置的通讯接口是串口或USB接口或以太网接口。数据采集程序从谐波分析仪接口读取数据,再构造成标准的数据格式存入中心数据库。