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摘要：在电力系统的可靠运行中，对电力设备正常运行要求越来越高。智能变电站作为智能电网的重要一环，是智能电网的一个最重要、最关健的“终端”。变电站内因设备故障导致的停电会使整个社会的经济造成比较严重的损失。本文针对现行的电力设备监测设备和技术进行了详细的讲解和介绍，提出了变电站变压器在线监测系统的整体设计，重点研究了在线监测系统的实现，通过监测设备的各种指标来判断设备是否正常运行、是否出现故障，甚至可以预知故障的发生，在设备出现严重问题前进行检修和更换，这样不仅保证了电网运行的稳定性，亦提高了电力设备的可靠性。本文作者希望变压器在线监测系统在以后能更多的被推广到各个变电站中。
关键词：智能变电站；IEC61850；在线监测;智能组件
电力行业作为国家经济的重要产业，为经济的发展提供了重要的保证。最近几年，电力系统的管理体制改革逐步加深，相应的自动化技术也在飞速的发展。而伴随着自动化技术的发展，当今世界能源产业发展变革的最新动向就是智能电网，而这也代表着电网未来发展的方向。智能变电站的概念是随智能电网的概念而一并提出的，智能变电站是智能电网最重要的一个环节，承担着为智能电网提供数据共享与控制服务的功能。因此，智能变电站网络监测是变电站网络安全维护的基础，而变电站中所使用的监控系统的性能如何对保证整个地区电网供电和供电地区的正常生产生活具有重要的意义。
1.智能变电站对变电站在线监测系统的要求
国家电网公司目前已发布的智能变电站相关设计规范，要求监测系统采用IEC61850标准，并纳入智能变电站统一的信息化一体化平台。各种变电站设备状态监测智能组件统一采用IEC61850标准进行建模，实现变电站设备状态监测数据的传送、汇总和分析诊断功能。
智能化变电站还要求在线监测系统能够统一考虑预防性检修及试验、电气设备家族性缺陷信息、各种运行工况等相关设备的状态情况，并对电气设备进行全面的状态分析和评估，实现功能一体化、信息互动化和状态可视化的要求，使在线监测系统对变电站设备各种状态采取相应的应对措施，最终实现智能化变电站的目标。
2智能变电站在线监测系统的目的及组成结构
2.1智能变电站在线监测系统的目的
变电站一次设备数量很多，结构复杂，采用有线的数据传输方式，其布线繁琐，成本高昂，也容易遭受雷击及老化。设备的可靠性受到了影响，并且监测设备的位置不能随意移动，灵活性差。无线传感网络给有线传输的不足提供了很好的解决方案，利用它的高灵活性，将无线传感网络的各个节点合理地布置在监测区域，便可对一次设备的运行状态进行监测，不必考虑布线的问题，从而可以降低投人成本和工作复杂度。
2.2系统组成结构
为解决变电站检测的需求，电力物联网应运而生，其目的是将各个变电站的现场数据实现联网监测，通过各个变电站配置的监控子系统，将现场数据，诸如运行参数、环境参数、设备参数等，通过网络传输到监控中心，以实现统一的监控和管理。电力物联网从结构上可以分为管理层、网络层和现场层。其中，管理层是将物联网技术引人至智能电网中，以完成电力网络的智能化运行。管理层包括监控中心。网络层的作用是完成信息数据在管理层与现场层之间的相互传递。现场层由各个功能的监控子系统组成。现场监控层分为四个子检测系统，包括高压柜子监测系统，变压器子监测系统，低压柜子监测系统以及避雷子监测系统。
在需要检测的电气设备上安装各种传感器，包括压力传感器，温度传感器，湿度传感器，行程传感器等。将Zigbee终端节点与各精密传感器或者智能仪表相结合，构成检测层网络，负责变电站运行时参数的采集。在每个子监测系统中分配一个路由器，路由器将每个终端节点采集到的数据汇集，并一起发送到协调器节点。协调器节点对所发送到的数据进行存储并处理，最后通过3/4G网络或光纤发送至监控中心。
2.3现场层结构及作用
变电所的监控范围称作现场层，它主要由现场信号采集摄像机、石台和网络视频编码器三个部分组成。主要对一些重要地点进行监控，把现场摄像机采集到的模拟信号发送到视频编码服务器中，在这里视频信号会被压缩并编码成数字信号流。然后经由电力部门的数据通信传输网络把数据送往监控管理中心，最后在监控管理中心把数据信号解压还原成视频信号经过转换后在显示屏上播放。当变电站智能在线监测系统的监控管理中心需要查看相应的监控区域时，监控中心就会通过监控主机发出控制信号调用相应的摄像机，对前段摄像机进行控制。
2.4网络层结构及作用
数字传输网络是把不同类型的网元设备通过3/4G网络或光纤组成的，这些不同类型的网元设备可以实现数字传输网络的同步复用、交叉连接和网络故障自检、自愈等功能。由于信号在传输过程中会随传输距离的增加而产生衰耗，传输过程中要对信号进行整形和增强，从而保证信号的正常传输。
2.5管理层结构及作用
位于监控室内，具体包括：安装有智能电力监控系统的后台主机等相关外设。负责将通讯间隔层上传的数据解包，进行集中管理和分析，执行相关操作，负责整个变配电系统的整体监控。智能电力监控系统提供专用的通讯功能模块，通过专用的以太网硬件通讯接口，以OPC方式或其它通讯协议向上一级系统（如：BAS、DCS或调度系统）发送相关的数据和信息，实现系统的集成。
用智能变配电监控系统进行监测管理，可连接智能电力监控仪表、带有智能接口的低压断路器、中压综合保护继电器、变压器、直流屏等，实现遥控、遥测、遥信功能，对系统各种运行开关量状态和电量参数进行实时采集和显示，可完整地掌握变配电系统的实时运行状态，及时发现故障并做出相应的决策和处理，同时可以使值班管理人员根据电网运行情况或变配电系统的运行情况进行负荷分析、合理调度、远控合分闸、削峰填谷，实现对变配电系统的现代化运行管理。
3.变电设备智能状态监测技术还处于发展起步阶段，根据其现状及特点，有以下建议：
（1）将成熟的监测技术引入电网一次设备，提高智能一次设备的监测有效性和准确性。智能一次设备已成为明确的发展方向，只有进一步提高智能一次设备实用性，才能保证其良性发展。
（2）促进智能一次设备状态监测技术与传统二次技术的融合，真正实现测、计、控、检、保五大功能与一体，其信息共享畅通、功能融合良好、运行操作可靠。
（3）进一步开发智能一次设备的综合分析系统，实现状态评价、寿命预估、故障诊断的高级应用功能。使得智能组件的设备状态综合评价结果与专业技术人员的评价结果基本一致，智能化水平明显提升。
（4）加强智能设备入网的检测、检定工作。智能设备尚处于发展阶段，产品不成熟，只有建立健全入网检测、检定工作，将该工作体系化、常态化、标准化、专业化，才能保证产品质量，切实提高一次设备智能化水平。
结语
智能变电站继电保护状态检修研究项目的开展，可最大限度地提高电力设备的利用率，减少设备停电时间;降低误碰、误接线、误整定事故的概率，提高变电站保护系统的运行可靠性，保证电网的可靠运行;对降低检修过程中人、财、物的浪费，提高企业经济效益也具有重要意义。文中提出了智能变电站继电保护状态检修监测的关键信息。在智能变电站继电保护在线监测系统的基础上，我们应结合传统变电站的继电保护评价规程中的评价要求，研究如何进一步提升智能变电站状态检修的水平。
参考文献：
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