无人值守变电站SF6断路器状态监测研究

摘要

近年来，建设“坚强智能电网”已经成为国家科技发展及提高国际竞争力的重要表征。智能电网包含六个重要的环节。变电环节是智能电网的节点支撑，无人值守变电站是变电环节建设的基础。无人值守变电站的实时监测已经成为未来变电站的发展主线。SF6断路器以其优越的性能，在中高压领域中占主导地位。现有的SF6断路器状态监测仍存在许多问题，如在线监测系统不完善，诊断精度不高，数据的保存、处理不当，与其他系统交互性差等。 论文针对无人值守变电站对站内SF6断路器状态监测的实际需求，提出了无人值守变电站SF6断路器状态监测系统设计方案。通过传感技术，监测变电站内SF6断路器的状态信息，信息在过程层监测终端内经过电流—电压转换、A/D转换后，等待上级读取指令后收集整理数据，通过RS485将数据上传至间隔层DSP中。间隔层智能IED设计部分采用ARM（主机）+DSP（从机）的结构。主机ARM用于下发采集指令，由从机DSP执行。IED接收到监测终端返回的数据后，对数据进行分类、判断，并在智能IED中就地存储，分类打包等，并按统一的、标准的变电站协议准则IEC61850协议进行规约，等待站控层监控单元对数据的提取。站控层监控中心通过光纤与间隔层进行通信，采用固定间隔轮询的方式采集智能IED的数据，收到数据后进行诊断分析，确定设备是否故障。 系统应用于110kV无人值守变电站，实现变电站内SF6断路器进气体压力的监测。运行结果表明，满足监测要求。

目录

声明

摘要

1 引言

1．1 研究的目的意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 国外研究现状

1．2．2 国内研究现状

1．3 现有SF6断路器状态监测方法与存在问题

1．3．1 SF6断路器及其气体特性

1．3．2 SF6断路器状态监测方法及存在问题

1．4 研究的主要内容

2 无人值守变电站与物联网的构架

2．1 无人值守变电站

2．1．1 无人值守变电站的主要特征

2．1．2 无人值守变电站的系统结构

2．2 物联网概述

2．2．1 物联网的概念与背景

2．2．2 物联网的体系构架

2．2．3 物联网关键技术

2．3 IEC 61850规约

2．3．1 IEC 61850标准的内容简介

2．3．2 IEC 61850的结构体系

2．4 110kV无人值守变电站概况

2．5 本章小结

3 无人值守变电站SF6断路器状态监测设计方案

3．1 监测系统总体设计方案

3．1．1 过程层设计方案

3．1．2 间隔层设计方案

3．1．3 站控层设计方案

3．2 SF6断路器状态监测设计方案

3．3 本章小结

4 无人值守变电站SF6断路器状态监测系统设计

4．1 过程层监测终端设计

4．1．1 过程层监测终端

4．1．2 SF6断路器状态监测终端设计

4．2 间隔层智能IED设计

4．2．1 间隔层智能IED

4．2．2 SF6断路器状态监测IED设计

4．3 站控层监控设计

4．3．1 站控层总体规划及功能单元

4．3．2 SF6断路器状态监测功能单元设计

4．4 本章小结

5 系统调试与结果分析

5．1 系统运行与调试

5．1．1 系统运行环境

5．1．2 系统调试

5．2 试验结果分析

5．3 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

致谢

参考文献

附录

攻读硕士学位期间发表的学术论文