1 艾湖艾湖 220kV220kV 变电站变电设备在线监测变电站变电设备在线监测 可行性分析可行性分析 江江西西省省电电力力科科学学研研究究院院 南南昌昌供供电电公公司司 武武汉汉慧慧测测电电力力科科技技有有限限公公司司 20132013 年年 3 3 月月 2 目目 录录 1 1 工程概述工程概述4 1.11.1 编制依据编制依据.4 1.21.2 工程现状工程现状.5 1.2.11.2.1 江西电网在线监测概况江西电网在线监测概况5 1.2.21.2.2 艾湖变在线监测概况艾湖变在线监测概况6 1.2.31.2.3 项目必要性项目必要性6 1.31.3 预期目标预期目标.7 2 2 项目技术方案项目技术方案10 2.12.1 基本情况基本情况.10 2.1.12.1.1 公司简介公司简介10 2.1.22.1.2 科学技术鉴定结论科学技术鉴定结论10 2.1.32.1.3 技术成果情况技术成果情况11 2.22.2 系统简介系统简介.11 2.2.12.2.1 系统概述系统概述11 2.2.22.2.2 容性设备、避雷器在线监测容性设备、避雷器在线监测14 2.2.32.2.3 HCHC 系列金属氧化物避雷器在线监测系列金属氧化物避雷器在线监测.16 2.2.42.2.4 变压器油中溶解气体在线监测变压器油中溶解气体在线监测17 2.2.52.2.5 HCHC 系列铁芯接地电流在线监测系列铁芯接地电流在线监测.19 2.2.62.2.6 无线断路器在线监测无线断路器在线监测19 2.2.72.2.7 HCHC 系列数字型系列数字型 SF6SF6 气体在线监测气体在线监测.21 2.2.82.2.8 无线温度在线监测无线温度在线监测22 2.2.92.2.9 HCDLHCDL 型变电设备型变电设备 IEDIED24 2.2.102.2.10 管理分析软件管理分析软件24 3 3 项目实施方案项目实施方案27 3.13.1 项目计划周期项目计划周期.27 3.23.2 项目承担单位项目承担单位.27 3.33.3 系统实施的主要任务系统实施的主要任务.27 3.43.4 安全措施安全措施.28 3 3.53.5 项目实施明细项目实施明细.29 4 4 项目预算项目预算31 4.14.1 整体预算表整体预算表.31 4.24.2 分项预算表分项预算表.32 4 1 1 工程概述工程概述 1.11.1 编制依据编制依据 结合变电站设备实际运行情况，主要依据以下规程及文件： Q/GDW168-2008 输变电设备状态检修试验规程 Q/GDW240-2008 输变电设备在线监测系统技术导则 GB1208 电流互感器 GB311.1 高压输变电设备的绝缘配合 GB50150 电气装置安装工程 电气设备交接试验标准 GB/T4109 高压套管技术条件 DL727 互感器运行检修导则 GB 50150 电气装置安装工程电气设备交接试验标准 GB/T 11022 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 GB110322000 交流无间隙金属氧化物避雷器 DL/T727-2000 互感器运行检修导则 DL/T486-1996 交流高压隔离开关和接地开关订货技术条件 DL/T8042002 交流电力系统金属氧化物避雷器使用导则 DL/T 402 高压交流断路器订货技术条件 DL/T 593 高压开关设备和控制设备标准的共用技术要求 国家电网公司 2008269 号 输变电设备状态检修管理规定 国家电网公司 110（66）kV500kV 互感器检修规范 国家电网公司 国家电网公司十八项电网重大反事故措施 国家电网公司 2006512 号变电站运行管理规范 国家电网公司 电力安全工作规程（试行）及编制说明 国家电网公司 交流高压断路器检修规范 国家电网公司 交流高压隔离开关检修规范 5 1.21.2 工程现状工程现状 1.2.11.2.1 江西电网在线监测概况江西电网在线监测概况 近年来在推广状态检修的大背景下，国内的输变电设备在线监测技术发展 势头有增无减，无论是在线监测应用的规模还是在线监测技术水平，与国外相 比都不逊色，但目前江西省电网变电设备在线监测系统主要还是以单一监测类 型为主，没有形成统一的站级状态监测系统，具体情况如下： 1 1）主变油色谱监测）主变油色谱监测 江西省电力公司从 2002 年前后开始摸索主变油色谱在线监测装置的使用， 到目前为止陆续已经安装了 36 套主变油色谱在线监测装置。 2 2）开关柜红外在线温度监测）开关柜红外在线温度监测 在 2009 年底江西省电力公司开始摸索使用开关柜红外在线测温装置。 上饶供电公司 110kV 城中变电站在 901、902 开关柜安装了在线测温装置， 110kV 鸡头山变电站在 8 台高负荷开关柜内安装了在线测温装置，景德镇供电 公司的 110kV 银坑坞变电站安装了在线测温装置，宜春供电公司的 110kV 东山 变电站中安装使用 10kV 开关柜红外在线测温装置， 3 3）SF6SF6 在线监测在线监测 江西省电力公司从 2002 年前后开始摸索 SF6 在线监测装置的使用，到目前 为止陆续已经安装了 11 套主变油色谱在线监测装置，用于开关 SF6 气体密度、 压力、温度在线监测。 4 4）避雷器绝缘在线监测）避雷器绝缘在线监测 江西省电力公司从 2002 年前后开始摸索避雷器绝缘在线监测装置的使用， 到目前为止陆续已经安装了 45 套主变油色谱在线监测装置。 从上述现状可以看到，由于目前各变电站设备在线监测以单一监测类型为 主，造成变电站在线监测装置往往出现以下情况： 1 1）多厂家并存，导致各类型监测质量良莠不齐多厂家并存，导致各类型监测质量良莠不齐 各厂家的监测装置生产工艺水平往往有较大差异，引用的标准及技术也各 不相同，各厂家在内部通讯方面也经常出现问题，并存在相互干扰问题。 2 2）重复投资，加大成本重复投资，加大成本 6 各厂家的监测后台系统往往都是相互独立的，每一个监测类型就需要采购、 安装一个独立的后台监控系统，资源没有得到有效的整合，存在巨大的资源浪 费现象。 3 3）对数据的有效性维护工作量巨大对数据的有效性维护工作量巨大 各厂家系统过多，不利于标准化、规范化，安装调试都很繁琐，费工费时， 检修维护很不方便，一旦有故障，必须由不同生产厂家来处理，造成成本过高， 投资过大，不经济实用。 1.2.21.2.2 艾湖变在线监测概况艾湖变在线监测概况 艾湖 220kV 变电站除安装有避雷器动作次数及泄漏电流表 外（不具备 数据远传功能），其它设备未安装在线监测装置。 1.2.31.2.3 项目必要性项目必要性 江西省电力公司变电设备在线监测工作开展较早，但资金投入有限，且较 为分散，没有形成集输变电设备一体化的在线监测系统，电气、油气测试分析 与可视监测系统也未能进行整合，难以适应全面开展设备状态检修和智能化状 态评价工作的需要，主要问题在于缺乏统一的在线监测平台，没有形成完整、 系统的在线监测系统，缺乏有效的管理，现有在线监测装置难以得到有效的维 护、应用，不能及时补充完善各类有效的在线监测装置。 为此，需要在国家电网公司试点单位的经验基础上，结合江西电网特点和 电力公司输变电设备具体情况和发展规划，抓紧建设站级设备状态监测系统， 切实发挥其作用，为全面实施设备状态检修和全寿命周期管理奠定基础。 艾湖变投运于 2004 年 9 月，至今已运行 8.5 年，2012 年设备定期评价 达到注意状态的设备情况如下： 1）#1 主变本体调压开关已到检修年限（生产日期 ：2003-12-01，投运 时间：2004-09-08，厂家 ABB，调档次数 19323 次）。 2）220kV 昌艾线 212 断路器 A 相断路器有轻微漏气（年漏气量不超过 1%）。 3）110kV 艾高线 1172 隔离开关分合闸不到位，存在卡涩现象早期 7 GW4 型隔离开关，隔离开关传动部分固定不合理。 4）220kV 昌艾线 212 断路器，#1 主变 220kV 侧 201 断路器，型号 HPL245B1，投运日期 2004-09-08，生产厂家：北京 ABB 高压开关设备有限 公司，配 C3-A30 型时间继电器，按照省公司要求列为隐患变压器。 因此，有必要对#1 主变及其相关联主设备加装在线监测装置，实时掌握 其运行状态。 1.31.3 预期目标预期目标 通过建设变电站级设备状态监测系统，增强前端装置的智能化程度和后 台系统的处理分析能力，实现系统中间接入和存储环节的轻量化和简约化， 方便上层应用对数据的使用，并最大限度保障整个系统结构的统一性和稳定 性，并提高状态信息的利用效率和方便性。状态监测装置的智能化集成程度 越高，其本身的变动对后续系统的干扰性就越小，因此该设计思想可有效保 障整个系统结构的统一性和稳定性。 有效采集、加工变电设备状态监测数据，以标准服务的方式上传给状态 监测主站系统及其它应用系统，以实现数据共享。 总结目前输变电设备在线监测系统在应用和管理上的不足，突破目前在 线监测技术应用的传统模式，建立一套最直接、最有效率、最有创新意义切 实可行的输变电设备在线监测及其数字化信息网络系统，初步建立 *电网输 变电设备在线监测的实施方法和技术导则，以便规范引导在线监测技术的应 用和发展，为江西省乃至国家电网公司状态检修的试点树立应用典范。 该变电站智能一体化改造方案：采用变电站一次设备状态监测系统、自动化设 备状态监测系统、智能辅助监测系统集成，三套系统共用一套管理平台，即构 成变电站状态监测及智能辅助控制系统。 在该项目初步设计方案中对电气一次设备安排实施以下在线监测的建设方案： 1 1）建设容性设备绝缘在线监测）建设容性设备绝缘在线监测 容性设备绝缘在线监测系统通过监测 110kV 及以上变电站内电气一次设备 （即对电流互感器、电压互感器、变压器套管、变压器铁芯、耦合电容器及 CVT 等高压设备）的末屏泄漏电流，经分析计算后获取设备运行状态下的等值 8 电容及其变化率、介质损耗。 系统由两个部分组成，即由传感器和监测终端构成数据采集、测量和计算 单元组成。任一个监测终端出现问题不会影响其它终端的运行。各个终端将数 据上传至服务器进行分析处理保存，并可以实现上传。 2 2）建设避雷器在线监测）建设避雷器在线监测 避雷器在线监测系统通过利用基波法测量 110kV 及以上变电站内氧化锌避 雷器的泄漏电流和阻性电流来实现动态监测避雷器的工作状况。基波法是采用 数字滤波技术及模拟滤波技术从采集到的避雷器末屏泄漏总电流中找出阻性电 流的基波部分，并根据阻性电流判断避雷器的绝缘状况。这种方法的最大特点 就是能有效抑止电网的谐波干扰，能更真实的反映实际情况。 3 3）建设变压器油色谱、超声局放、铁心接地电流在线监测）建设变压器油色谱、超声局放、铁心接地电流在线监测 变压器油色谱在线监测系统的气体监测采用气相色谱原理。气体检测器按 气体出峰循序分别将七组分气体（H2、CO、CO2、CH4、C2H6、C2H4）变换成与 浓度成正比例的模拟信号，经模数转换，将数据传输到状态监测服务器，计算 出总烃的含量以及各自的增长率，再由故障诊断专家系统对变压器故障进行诊 断，从而实现变压器故障的在线监测。 整套系统集成有色谱分析、专家诊断系统、自动控制、通讯技术于一体， 通过对绝缘油中溶解气体的测量和分析，实现对大型变压器内部运行状态的在 线监控，能够及时发现和诊断其内部故障，随时掌握设备的运行状况。弥补了 试验室色谱分析监测周期长的不足。 4 4）建设）建设 SF6SF6 气体密度及微水在线监测气体密度及微水在线监测 SF6 气体密度及微水在线监测系统主要用于实时监测断路器内部的 SF