变电站内区域设备运行状态检测系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变电站内区域设备运行状态检测系统，包括依次连接的物理层、链路层和应用层；所述物理层包括两根母线，两根母线之间通过若干条母线回路连接，所述母线回路包括若干个断路互感单元，所述断路互感单元包括串联的断路器和电流互感器，每根母线都通过断路互感单元与出线连接，所述每根出线上都设有电压互感单元；所述电压互感单元包括避雷器、电压互感器和合并单元；每根母线上还设有避雷器和电压互感器。所述若干出线上还设有主变压器。所述若干合并单元与变电站站域的设备状态检测分析装置和电能质量检测分析装置连接。本发明专利技术的有益效果：实现从电力系统分析的角度，对电力系统某个局部设备运行状态进行评估和分析。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及ー种电カ系统，尤其涉及ー种变电站内区域设备运行状态检测系统。
技术介绍
近几年来，随着电网飞速发展，设备状态检修技术已得到广泛应用，变电站设备各类在线监测装置越来越多，但十多年运行经验表明变电站设备各类在线监测装置不但费用高，运行维护问题多，且大多寿命较短，一般运行两年就不能稳定运行了，常常在设备在线监测装置的寿命期内不能发现一起被监测设备的缺陷。总之，许多安装在各种设备上的在线监测装置有效性较差，如何改变依赖在被监测设备上安装在线监测装置进行运行中设备状态监测的现状，是广大电カ技术人员梦寐以求的愿景。随着智能电网的建设和发展，电力系统通讯和信息系统飞速发展，各种高速A/D变换及数值采集技术更加成熟，为变电站设备的状态监测和诊断直接采用用于电カ系统计量和保护的电压、电流互感器成为可能。目前,现有变电站自动化系统还存在诸多的不足,具体包括I)装置功能独立，且部分内容重复，缺乏高级应用。虽然独立的装置实现了智能，但是却没有真正意义上的变电站系统智能，由于功能独立，装置间缺乏整体协调、集成应用和功能优化；高级应用功能，如状态估计、故障分析、决策支持等尚未完全实现。2)二次接线复杂、CT/VT负载过重由于测量数据和控制机构不能共享，自动化装置之间缺乏通信等原因，变电站内二次接线十分复杂，且系统内使用的通讯规约不统一，不同的厂家使用不同的通讯规约，在系统联调的时候需要进行不同程度的规约转换，加大了调试的复杂性，也増加了运行、维护的难度，给设计、调试和维护带来了一定的困难，降低了系统的可靠性。同时，存在大量硬接线，造成CT/VT负载过重。3)装置的智能化优势未得到充分利用。由于站内各套独立的自动化装置间缺乏集成应用，使得智能装置的作用并未完全发挥，从而降低了自动化系统的使用效率和投资价值。4)缺乏统一的信息模型。相互独立的自动化装置间缺乏互操作性，一方面局限了其在站内的应用，另ー方面也给集控中心对信息的集成和维护带来困难。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述问题，提供ー种变电站内区域设备运行状态检测系统，它具有通过对电力系统某一瞬间运行状态的多处同时暂态量的采集，经数值分析处理，与系统各不同エ况的建模分析结果对比，实现从系统分析的角度，对系统某个局部设备运行状态进行评估和分析的优点。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案ー种变电站内区域设备运行状态检测系统，包括依次连接的物理层、链路层和应用层； 所述物理层包括若干个合并単元，所述每个合并单元与三相出线电压互感器连接或三相出线电流互感器连接；所述物理层用于检测变电站内区域设备运行状态，并将检测的数据传输给链路层；所述链路层包括变电站故障信息模块、暂态信号数字差分处理模块、谐波信号比较模块、エ频信号处理模块、GIS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析模块、变电站雷电侵入波分析模块、变电站谐波分析模块、系统谐波源分析模块、区域谐波损耗分析模块、电能计量模块、測量及继电保护模块和变电站各区域损耗分析模块；所述链路层用于对物理层检测的数据进行分析处理，将分析结果上传给应用层；所述应用层包括变电站站域设备运行状态分析模块、监测中心、计量中心和调度中心；所述应用层接收来自链路层的数据，根据不同数据信息属性，分别控制监测中心、计量中心和调度中心对对其进行处理和诊断分析。所述物理层的三相出线电压互感器或三相出线电流互感器将信号传输给合并单元，所述合并单元将信号传输给链路层；所述链路层从物理层接收的故障信息传输给变电站故障信息模块，所述链路层从物理层接收的暂态信号传输给暂态信号数字差分处理模块，所述链路层从物理层接收的谐波信号传输给谐波信号比较处理模块，所述链路层从物理层接收的エ频信号传输给エ频信号处理模块；所述暂态信号数字差分处理模块将处理后的数据分别传输给GIS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析模块和变电站雷电侵入波分析模块；所述谐波信号比较处理模块将数据传输给变电站谐波分析模块，变电站谐波分析模块将数据传输给系统谐波源分析模块，系统谐波源分析模块将监测及分析结果发往区域谐波损耗分析模块和监测中心；所述エ频信号处理模块将数据传输给电能计量模块、測量及继电保护模块和变电站各区域损耗分析模块；所述电能计量模块将数据传输给计量中心，所述测量及继电保护模块将数据传输给调度中心；所述变电站站域设备运行状态分析模块将接收GIS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析模块、变电站雷电侵入波分析模块、区域谐波损耗分析模块和变电站各区域损耗分析模块的数据，所述变电站站域设备运行状态分析模块还接收GIS气压密度信息、变压器油温度信号、变电站设备管理信息和其他常规监测量；所述变电站站域设备运行状态分析模块将分析结果上传给状态检测中心。所述变电站故障信息模块负责收集电压互感器或电流互感器等监测单元所采集变电站内设备故障信息；所述暂态信号数字差分处理模块负责将变电站故障信息模块监测故障信息进行数字差分处理，滤除故障信息中干扰数据，提取真实故障信号；所述谐波信号比较模块负责通过设定谐波信号阈值，采集并提取谐波信号，将谐波信息传输至变电站谐波分析模块；所述エ频信号处理模块负责采集电力系统中的エ频信号，并对信号进行滤波和降噪处理，最終将纯净的エ频信号传输至电能计量模块、測量及机电保护模块等；GIS站内局部放电分析模块负责对前置局部放电监测装置监测信息进行放大、滤波、降噪、提取出真实局部放电信号，并通过局部放电分析模块中的专家诊断系统，对局部放电信号进行分类和模式识别，通过与缺陷库中不同缺陷类型进行对比，给出所监测局部放电信号的特征信息，进而指导现场局部放电检测，维护被监测设备；断路器操作过程分析模块负责记录和分析断路器分闸和合闸过程中的操动机构信息，包括断路器拒分、拒合、误分、储能电机损坏、断路器直流电阻等，掌握断路器运行状态，并将信息传输至调度运行部门；变电站雷电侵入波分析模块负责对侵入变电站内的雷电波信息进行分析，包括雷电流大小，波头时间，波尾时间以及确定是直击雷还是感应雷，为采恰当的雷电防护提供指导；变电站谐波分析模块负责通过小波变换、神经网络算法，对系统谐波进行分析和处理，将处理结果传输至系统谐波源分析模块；系统谐波源分析模块负责通过傅里叶变换，对谐波信号进行分析，分离出谐波信号中的奇次谐波和偶次谐波，将谐波源分析结果发往监测中心；电能计量模块负责对传输的电能进行计量；測量及继电保护模块负责测量从被保护对象输入的有关物理量，与已给定的整定值进行比较，对电カ系统故障和不正常运行进行监控，切除故障，保护电カ设备；变电站各区域损耗分析模块负责监测并统计分析变电站内不同电压等级设备的电能损耗；区域谐波损耗分析模块负责监测并统计变电站内不同电压等级设备区域的谐波，通过区域谐波损耗分析模块内嵌入的神经网络、小波变换和傅里叶变换等数学分析方法，对系统谐波进行分析，分离出基波和高次谐波，并对不同高次谐波损耗进行统计和分析。变电站站域设备运行状态分析模块负责接收变电站内各种监测装置和被监测设备的状态信息，通过状态监测和运行分析处理单元，对各类信息进行统计分析，将分析结果上传给状态检测中心；所述物理层包括两根母线，两根母线之间通过若干条母线回路连接，所述母线回路包括若干个断路互感本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，包括依次连接的物理层、链路层和应用层；所述物理层用于检测变电站内区域设备运行状态，并将检测的数据传输给链路层；所述链路层用于对物理层检测的数据进行分析处理，将分析结果上传给应用层；所述应用层接收来自链路层的数据，根据不同数据信息属性，分别控制监测中心、计量中心和调度中心对对其进行处理和诊断分析。

【技术特征摘要】
1.一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，包括依次连接的物理层、链路层和应用层； 所述物理层用于检测变电站内区域设备运行状态，并将检测的数据传输给链路层；所述链路层用于对物理层检测的数据进行分析处理，将分析结果上传给应用层；所述应用层接收来自链路层的数据，根据不同数据信息属性，分别控制监测中心、计量中心和调度中心对对其进行处理和诊断分析。2.如权利要求1所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是， 所述物理层包括若干个合并单元，所述每个合并单元与三相出线电压互感器连接或三相出线电流互感器连接； 所述链路层包括变电站故障信息模块、暂态信号数字差分处理模块、谐波信号比较模块、工频信号处理模块、GIS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析模块、变电站雷电侵入波分析模块、变电站谐波分析模块、系统谐波源分析模块、区域谐波损耗分析模块、电能计量模块、测量及继电保护模块和变电站各区域损耗分析模块； 所述应用层包括变电站站域设备运行状态分析模块、监测中心、计量中心和调度中心。3.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是， 所述物理层的三相出线电压互感器或三相出线电流互感器将信号传输给合并单元，所述合并单元将信号传输给链路层； 所述链路层从物理层接收的故障信息传输给变电站故障信息模块，所述链路层从物理层接收的暂态信号传输给暂态信号数字差分处理模块，所述链路层从物理层接收的谐波信号传输给谐波信号比较处理模块，所述链路层从物理层接收的工频信号传输给工频信号处理模块；所述暂态信号数字差分处理模块将处理后的数据分别传输给GIS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析模块和变电站雷电侵入波分析模块； 所述谐波信号比较处理模块将数据传输给变电站谐波分析模块，变电站谐波分析模块将数据传输给系统谐波源分析模块，系统谐波源分析模块将监测及分析结果发往区域谐波损耗分析模块和监测中心。4.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，所述工频信号处理模块将数据传输给电能计量模块、测量及继电保护模块和变电站各区域损耗分析模块；所述电能计量模块将数据传输给计量中心，所述测量及继电保护模块将数据传输给调度中心； 所述变电站站域设备运行状态分析模块将接收GIS站内局部放电分析模块、断路器操作过程分析模块、变电站雷电侵入波分析模块、区域谐波损耗分析模块和变电站各区域损耗分析模块的数据，所述变电站站域设备运行状态分析模块还接收GIS气压密度信息、变压器油温度信号、变电站设备管理信息和其他常规监测量；所述变电站站域设备运行状态分析模块将分析结果上传给状态检测中心。5.如权利要求2所述的一种变电站内区域设备运行状态检测系统，其特征是，所述变电站故障信息模块负责收集电压互感器或电流互感器监测单元所采集变电站内设备故障信息； 所述暂态信号数字差分处理模块负责将变电站故障信息模块监测故障信息进行数字差分处理，滤除故障信息中干扰数据，提取真实故障信号；所述谐波信号比较模块负责通过设定谐波信号阈值，采集并提取谐波信号，将谐波信息传输至变电站谐波分析模块； 所述工频信号处理模块负责采集电力系统中的工频信号，并对信号进行滤波和降噪处理，最终将纯净的工频信号传输至电能计量模块、测量及机电保护模块； GIS站内局部放电分析模块负责对前置局部放电监测装置监测信息进行放大、滤波...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭志红，逯怀东，陈玉峰，王辉，
申请(专利权)人：山东电力集团公司电力科学研究院，国家电网公司，
类型：发明
国别省市：