智能变电站一次设备在线监测系统研究和设计

摘要

当今社会，电力已成为生产生活的必备能源，电力设备尤其是高压电力设备需长时间连续运行，容易出现设备故障、绝缘老化等一系列问题，而且故障征兆不明显，设备维护困难，维修周期长。智能变电站一次侧设备在线监测系统对这些高压设备进行实时监测，可以及时反映设备的工作状态、绝缘问题、故障程度，在设备出现严重问题前对设备进行检修和更换，这样不仅保证了电网运行的稳定性，而且提高了电力设备的可靠性。
　　本文以智能变电站一次设备在线监测系统研究和设计为主要方向，首先阐述了智能变电站在线监测系统的背景和意义，介绍了国内外设备监测发展现状，重点分析了变压器和GIS组合电器常见故障类型、监测方法，归纳总结现有智能变电站在线监测系统存在的问题;结合现有的在线监测系统组成架构进行分析，基于IEC61850标准协议改进了在线监测系统整体方案，在此框架基础上，根据变压器、GIS设备常见故障类型，完成了在线监测系统子模块设计，并对其应用的关键技术进行分析，运用算法比较和仿真测试进行验证;最后，结合工作实际，以220kV库沟变电站为例介绍了在线监测系统总体结构和配置原则，并通过实际案例证明了该监测系统的准确性、实用性及稳定性，实际运行经验也表明，其能够实时采集、监视变电站设备的运行状况，自动发布异常告警信息，保存异常报告供历史查询，有助于准确、快速进行故障定位，制定有效检修策略，提高设备使用寿命和保障电网的安全稳定运行。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 智能变电站在线监测的背景与意义

1．2 智能变电站在线监测的发展现状

1．2．1 电力变压器在线监测

1．2．2 GIS组合电器在线监测

1．3 本文研究的内容

第2章 在线监测系统框架的优化设计

2．1 在线监测系统组成部分

2．2 传统在线监测系统框架

2．2．1 传统在线监测系统框架分类

2．2．2 传统在线监测系统框架存在的问题

2．3 基于IEC61850标准的在线监测系统框架

2．3．1 智能变电站IEC61850标准协议

2．3．2 信息分层结构

2．3．3 基于IEC61850标准的在线监测系统框架优化

2．3．4 基于IEC61850标准的在线监测系统框架优点

2．4 本章小结

第3章 变压器在线监测系统技术分析与设计

3．1 监测系统主要组成部分

3．2 变压器监测系统硬件模块

3．2．1 油色谱监测模块

3．2．2 油微水和油温监测模块

3．2．3 局部放电监测模块

3．2．4 故障诊断模块

3．3．1 特征气体判断法

3．3．2 三比值法

3．4 本章小结

第4章 GIS在线监测系统模块设计及技术分析

4．1 绝缘故障类型与监测方法

4．2 监测系统模块设计目标及原理

4．3 监测系统子模块及功能

4．3．1 超高频传感器

4．3．2 多路切换开关

4．3．3 微波滤波器

4．3．4 数据收集模块

4．3．5 数据分析处理和存储模块

4．3．6 软件模块

4．4 在线监测系统关键技术分析

4．4．1 放电源定位技术

4．4．2 局部放电类型识别技术

4．4．3 抗干扰技术

4．5 本章小结

第5章 工程实例

5．1 变电站基本情况

5．2 变电站在线监测系统设计

5．2．1 总体架构

5．2．2 具体配置

5．3 变压器在线监测系统应用实例

5．3．1 监测数据分析

5．3．2 监测效果验证

5．4 GIS在线监测系统应用实例

5．4．1 监测数据分析

5．4．2 监测效果验证

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间取得的成果