本發(fā)明屬于電網(wǎng)通訊技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

變電站是電力傳輸?shù)年P(guān)鍵環(huán)節(jié)，而變壓器和斷路器又是變電站中最重要的設(shè)備，若變壓器和斷路器發(fā)生故障而不能及時準(zhǔn)確診斷并加以控制，將會給電力系統(tǒng)和國民經(jīng)濟生產(chǎn)帶來巨大的損失。

變壓器最大的危害來自于短路沖擊電流，具有隱蔽性強、破壞性大、發(fā)生率高等特點，電力系統(tǒng)發(fā)生故障時，由于斷路器及相關(guān)自動裝置存在固有的動作時間，故障點不可能零時刻切除，變壓器難免受到短路電流的沖擊，尤其是出口永久故障時，在短路沖擊電流及隨后重合閘后再次短路電流的連續(xù)沖擊下，產(chǎn)生的電動力和熱量對變壓器動、熱穩(wěn)定性能的危害非常大，抗短路能力大幅受損且不可逆轉(zhuǎn)，一旦受損程度達到一定程度帶“病”運行，再次遭受短路電流沖擊，甚至在正常鐵磁諧振過電壓的作用下，都可能造成內(nèi)部絕緣擊穿，危及電網(wǎng)安全。

而斷路器最大的危害來自于開斷電流。斷路器的機械壽命是由其短路開斷次數(shù)直接決定，正確掌握斷路器開斷電流、短路開斷次數(shù)等相關(guān)指標(biāo)，是科學(xué)檢修和設(shè)備驗收的關(guān)鍵。此外，電網(wǎng)運行方式預(yù)測下的斷路器選型最核心的兩個指標(biāo)為極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\行短路分?jǐn)嗄芰?，分別表示的是斷路器在分?jǐn)嗑€路最大的短路電流后是否需要維護/更換后具備繼續(xù)承載額定電流的能力。估算線路的預(yù)期最大短路電流確定運行短路分?jǐn)嗄芰?，最理想的斷路器選型應(yīng)該是極限短路分?jǐn)嗄芰瓦\行短路分?jǐn)嗄芰ο嗟龋@種情況適用性廣，但制造成本高。受網(wǎng)架結(jié)構(gòu)及運行方式的影響，電力系統(tǒng)的短路容量、斷路器的開斷電流變化較大，因缺乏長期有效的現(xiàn)場監(jiān)測數(shù)據(jù)，斷路器選型目前只能依賴?yán)碚撨M行保守估算，同實際運行情況存在一定差異，極易造成資源浪費。

在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，申請人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)中存在以下不足：

目前，對于變電站的變壓器和斷路器等設(shè)備的檢修方式，主要依靠人工前往變電站的設(shè)備現(xiàn)場進行預(yù)防性試驗、定期安全檢查和事故后設(shè)備檢修的手段，具有一定的盲目性和被動性，并且效率低，代價大，缺乏合理有效的設(shè)備檢修優(yōu)化指導(dǎo)方案。電網(wǎng)故障時，運行人員往往面臨兩難選擇，一方面為了防止事故擴大應(yīng)及時切除和隔離故障點，另一方面又不可輕率的停止設(shè)備運行。因此，對變電站進行精準(zhǔn)的事故研判和預(yù)防措施，對保證電網(wǎng)的正常運行非常重要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供了一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括監(jiān)視子系統(tǒng)、采集子系統(tǒng)、評估子系統(tǒng)和發(fā)布子系統(tǒng)，所述監(jiān)視子系統(tǒng)具有多個，多個監(jiān)視子系統(tǒng)分別布置在相應(yīng)的變電站內(nèi)，所述采集子系統(tǒng)、評估子系統(tǒng)和發(fā)布子系統(tǒng)均布置在自動化通信機房內(nèi)，所述采集子系統(tǒng)、評估子系統(tǒng)和發(fā)布子系統(tǒng)構(gòu)成故障錄波信息采集管理平臺，所述故障錄波信息采集管理平臺與所述監(jiān)視子系統(tǒng)進行雙向遠程通信交互；

所述監(jiān)視子系統(tǒng)包括變壓器、斷路器及故障濾波器，所述變壓器和所述斷路器均向所述故障濾波器通信，所述故障濾波器通過所述變壓器和所述斷路器記錄并采集監(jiān)測數(shù)據(jù)；

所述采集子系統(tǒng)包括多個通信服務(wù)器和存儲服務(wù)器，所述多個通信服務(wù)器與各個所述監(jiān)視子系統(tǒng)的故障濾波器及所述存儲服務(wù)器均雙向通信，所述故障濾波器通過所述通訊服務(wù)器將所述故障濾波器采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送并存儲至所述存儲服務(wù)器中；

所述評估子系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、局域網(wǎng)交換機及應(yīng)用服務(wù)器，所述數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲有關(guān)鍵數(shù)據(jù)，所述局域網(wǎng)交換機提取所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)并發(fā)送至所述應(yīng)用服務(wù)器中，所述應(yīng)用服務(wù)器對所述監(jiān)測數(shù)據(jù)和所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行比對分析，以確定變電站的狀態(tài)；

所述發(fā)布子系統(tǒng)包括web服務(wù)器，所述應(yīng)用服務(wù)器單向通信至所述web服務(wù)器，所述web服務(wù)器接收所述應(yīng)用服務(wù)器確定的變電站的狀態(tài)評估，并發(fā)布通知至變電站的工作人員。

進一步地，所述監(jiān)測數(shù)據(jù)包括變壓器短路沖擊電流、持續(xù)時間、沖擊頻次等，及斷路器累計操作次數(shù)、累計短路開斷次數(shù)、最大短路電流、開斷電流、動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流、關(guān)合電流、合閘時間、分閘時間、燃弧時間。

進一步地，所述關(guān)鍵數(shù)據(jù)為所述斷路器的額定參數(shù)和生命周期數(shù)據(jù)。

優(yōu)選地，所述通信服務(wù)器采用雙擊冗余配置。

進一步地，所述通訊服務(wù)器通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)遠程采集所述故障錄波器上位機的文件數(shù)據(jù)，并無損放置于本地的存儲服務(wù)器中。

進一步地，所述評估子系統(tǒng)采用趨勢評估法或和相似預(yù)測法進行評估。

進一步地，所述應(yīng)用服務(wù)器通過正向隔離裝置單向與所述web服務(wù)器同步信息。

更進一步地，所述web服務(wù)器通過短信平臺或告警平臺發(fā)布通知至變電站的工作人員。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)，通過監(jiān)視子系統(tǒng)的故障濾波器器記錄并采集監(jiān)測數(shù)據(jù)，故障濾波器通過通訊服務(wù)器將故障濾波器采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送并存儲至采集子系統(tǒng)的存儲服務(wù)器中，評估子系統(tǒng)提取監(jiān)測數(shù)據(jù)并與其預(yù)先預(yù)測的關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行比對分析，以確定變電站的狀態(tài)，再將確定后的狀態(tài)評估通過發(fā)布子系統(tǒng)至變電站的工作人員，這樣就可以無現(xiàn)場施工，通過遠程評估，確定變電站的設(shè)備狀態(tài)，結(jié)束了之前人工多點、盲目巡查的方式，具有自動化程度高、效率高及反應(yīng)快的特點。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明實施例的一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)的框架示意圖。

圖2為本發(fā)明實施例的一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)的流程示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

本發(fā)明實施例公開了一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)。

圖1為本發(fā)明實施例的一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)的框架示意圖。參見圖1，本發(fā)明實施例的一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)，包括監(jiān)視子系統(tǒng)1、采集子系統(tǒng)2、評估子系統(tǒng)3和發(fā)布子系統(tǒng)4，其中，監(jiān)視子系統(tǒng)1具有多個，多個監(jiān)視子系統(tǒng)1分別布置在相應(yīng)的變電站內(nèi)，采集子系統(tǒng)2、評估子系統(tǒng)3和發(fā)布子系統(tǒng)4均布置在自動化通信機房內(nèi)，采集子系統(tǒng)2、評估子系統(tǒng)3和發(fā)布子系統(tǒng)4構(gòu)成故障錄波信息采集管理平臺，故障錄波信息采集管理平臺與監(jiān)視子系統(tǒng)1進行雙向遠程通信交互。

結(jié)合圖1，本發(fā)明實施例的監(jiān)視子系統(tǒng)1包括變壓器1a、斷路器1b及故障濾波器1c，其中，變壓器1a和斷路器1b均向故障濾波器1c通信，故障濾波器1c通過變壓器1a和斷路器1b記錄并采集監(jiān)測數(shù)據(jù)。

本發(fā)明實施例中的故障錄波器1c是高壓(110kv及以上)變電站必配設(shè)備，電網(wǎng)擾動和故障對斷路器、變壓器上的影響都能夠通過故障錄波器1c得到反映，包括電壓量、電流量、開關(guān)位置、跳閘信號、沖擊電流和開斷電流等。

本發(fā)明實施例的斷路器1b的核心指標(biāo)是短路開斷電流沖擊次數(shù)及幅值大小，前者直接影響設(shè)備壽命，后者則關(guān)乎其選型同電網(wǎng)運行方式的匹配性及是否構(gòu)成一次性報廢。變壓器1a核心指標(biāo)是各側(cè)沖擊電流大小，而該指標(biāo)可以通過斷路器1b的動穩(wěn)定、熱穩(wěn)定電流反映出來。開斷電流、動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流等任何細(xì)微變化，又能準(zhǔn)確的被變電站安置的故障錄波器記錄下來，歸根結(jié)底，變壓器1a沖擊電流的監(jiān)視可以分解為同步對一組斷路器1b的監(jiān)視。

因此，通過故障錄波數(shù)據(jù)記錄的相關(guān)電氣量及輔助節(jié)點狀態(tài)信息，可以直接提煉斷路器1b的負(fù)荷電流、開斷電流、動穩(wěn)定電流、熱穩(wěn)定電流及持續(xù)時間、跳閘時刻、分閘時刻、固有分閘時間、燃弧時間、熄弧時間等，這些即是故障錄波器1c所采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過上述監(jiān)測數(shù)據(jù)，進而可以統(tǒng)計累計開斷次數(shù)、累計操作次數(shù)、累計最大開斷電流、平均/極限分閘時間、燃弧時間、平均/極限固有分閘時間等重要信息。

本發(fā)明實施例中，每臺故障錄波器1c監(jiān)視的模擬量通道數(shù)標(biāo)配為64路，對應(yīng)至少2臺變壓器1b，或10組斷路器1a電流及相關(guān)電壓量，變壓器1b和斷路器1a負(fù)荷的任何擾動都會觸發(fā)監(jiān)視其的錄波器啟動元件，進而記錄擾動前后電壓、電流及開關(guān)位置等信息，生成滿足dl/t553技術(shù)條件的標(biāo)準(zhǔn)格式文件并存儲于故障錄波器1c上位機。

本發(fā)明實施例中，部署于變電站的故障錄波器1c靈敏反映變壓器1a、斷路器1b在故障和非故障狀態(tài)下的相關(guān)數(shù)據(jù)，并轉(zhuǎn)制成標(biāo)準(zhǔn)格式并在上位機就地存儲。

結(jié)合圖1，本發(fā)明實施例的采集子系統(tǒng)2包括多個通信服務(wù)器2a和存儲服務(wù)器2b，多個通信服務(wù)器2a與各個監(jiān)視子系統(tǒng)1的故障濾波器1c及存儲服務(wù)器2b均雙向通信，故障濾波器1c通過通訊服務(wù)器2a將故障濾波器1c采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送并存儲至存儲服務(wù)器2b中。

本發(fā)明實施例中，通信服務(wù)器2a可以采用雙擊冗余配置方式，以提升可靠性；且通訊服務(wù)器2a可以通過調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)遠程采集故障錄波器1c上位機的文件數(shù)據(jù)，并無損放置于本地的存儲服務(wù)器2b中。

本發(fā)明實施例中，基于故障錄波器有不同制造廠商、型號和通信規(guī)約差異，采集子系統(tǒng)2可以進行規(guī)約自適應(yīng)，參照dl/t667或dl/t860標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，對于少數(shù)老舊型號、不滿足規(guī)范的設(shè)備，可兼容其私有規(guī)約。

結(jié)合圖1，本發(fā)明實施例中，評估子系統(tǒng)3包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器3a、局域網(wǎng)交換機3b及應(yīng)用服務(wù)器3c，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器3a存儲有關(guān)鍵數(shù)據(jù)，局域網(wǎng)交換機3b提取監(jiān)測數(shù)據(jù)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)并發(fā)送至應(yīng)用服務(wù)器3c中，應(yīng)用服務(wù)器3c對監(jiān)測數(shù)據(jù)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行比對分析，以確定變電站的狀態(tài)。

本發(fā)明實施例中，關(guān)鍵數(shù)據(jù)為斷路器1b的額定參數(shù)和生命周期數(shù)據(jù)，應(yīng)用服務(wù)器3c對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行推演，以確定設(shè)備壽命周期、絕緣強度、機械強度等性能指標(biāo)，并和關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行同步解構(gòu)、分析和特征研判，以完成變壓器1a和斷路器1b設(shè)備的在線狀態(tài)評估。

根據(jù)設(shè)備缺陷及檢修時機，對應(yīng)的設(shè)備狀態(tài)評估分類為一般、嚴(yán)重和危急三檔，指導(dǎo)內(nèi)容從檢修時間、檢修類別、檢修內(nèi)容和整體決策四個方面開展，檢修決策提供整體情況、狀態(tài)量描述、診斷結(jié)果、原因分析及檢修決策內(nèi)容五項。

本發(fā)明實施例中，評估子系統(tǒng)3采用如下方式進行評估：

1、趨勢評估法：特征庫中，歷史上相近的故障點發(fā)生后，斷路器開斷電流幅值、持續(xù)時間有增強跡象，動穩(wěn)定電流有增大跡象、燃弧時間有延長跡象，可以認(rèn)為設(shè)備所處的電網(wǎng)運行環(huán)境在沒有顯著惡化背景下，其開斷能力，操作機構(gòu)靈敏度能力下降，可優(yōu)先安排檢修。又如，動穩(wěn)定電流有環(huán)比/同比增加趨勢，開斷次數(shù)超過額定次數(shù)80％并接近極限，可認(rèn)為電網(wǎng)運行環(huán)境和設(shè)備自身狀況有往不利方向發(fā)展趨勢，應(yīng)考慮更換斷路器，或調(diào)整電網(wǎng)運行方式；

2、相似預(yù)測法：變壓器出口故障的沖擊電流幅值、持續(xù)時間、沖擊頻次等信息，與特征庫中同型號、同故障點受沖擊的變壓器缺陷信息相吻合，則可據(jù)此判斷該變壓器發(fā)生同類缺陷的概率增大。另外，經(jīng)統(tǒng)計，該型號斷路器在某一段開斷次數(shù)區(qū)間(如累計開斷次數(shù)達10到15之間)開斷時失敗率占比較大，這期間若發(fā)生短路開斷，應(yīng)盡快安排檢修。

結(jié)合圖1，本發(fā)明實施例中，發(fā)布子系統(tǒng)4包括web服務(wù)器4a，應(yīng)用服務(wù)器3c單向通信至web服務(wù)器4a，web服務(wù)器4a接收應(yīng)用服務(wù)器3c確定的變電站的狀態(tài)評估，并發(fā)布通知至變電站的工作人員。

本發(fā)明實施例中，應(yīng)用服務(wù)器3c可以通過正向隔離裝置4b單向與web服務(wù)器4a同步信息，以確保安全可靠。

本發(fā)明實施例中，web服務(wù)器4a可以通過短信平臺5或告警平臺6發(fā)布通知至變電站的工作人員，實現(xiàn)評估結(jié)果的多渠道接口實時發(fā)布，為設(shè)備隱患有效預(yù)控和電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行提供決策支持。

圖2為本發(fā)明實施例的一種變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)的流程示意圖，結(jié)合圖2，該流程包括：

s1：監(jiān)視子系統(tǒng)通過各個變電站的故障濾波器記錄并采集同站位的變壓器和斷路器的監(jiān)測數(shù)據(jù)；

s2：各個變電站的故障濾波器通過通訊服務(wù)器將監(jiān)測數(shù)據(jù)發(fā)送并存儲至采集子系統(tǒng)存儲服務(wù)器中；

s3：評估子系統(tǒng)的應(yīng)用服務(wù)器通過局域網(wǎng)交換機提取監(jiān)測數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫服務(wù)器存儲的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，應(yīng)用服務(wù)器通過對監(jiān)測數(shù)據(jù)和關(guān)鍵數(shù)據(jù)進行比對分析，以確定變電站的狀態(tài)；

s4：發(fā)布子系統(tǒng)的web服務(wù)器接收應(yīng)用服務(wù)器確定的變電站的狀態(tài)評估，并發(fā)布通知至變電站的工作人員。

本發(fā)明實施例的變電站遠程在線監(jiān)視及狀態(tài)評估系統(tǒng)通過故障錄波器記錄的數(shù)據(jù)，開展對變電站斷路器和變壓器的分析、統(tǒng)計、評估工作，從而取代人工前往現(xiàn)場抄記，杜絕過去長期發(fā)生的重抄、估抄、漏抄現(xiàn)象，改善現(xiàn)場抄記帶來的數(shù)據(jù)分散、信息割裂等不利局面，性價比極高，其優(yōu)點在于：

1、無現(xiàn)場施工，覆蓋全網(wǎng)全部設(shè)備，大幅降低投資規(guī)模和建設(shè)周期，見效快；

2、自動化程度高，結(jié)束了之前人工多點、盲目巡查時代，發(fā)展為24小時不間斷的多點集中狀態(tài)監(jiān)視，效率高，反應(yīng)快；

3、檢修決策準(zhǔn)，改變了當(dāng)前依靠人工經(jīng)驗判別的設(shè)備缺陷篩查機制，建立了多場景、跨專業(yè)協(xié)作的平臺級科學(xué)評估體系，提高了檢修時機、檢修內(nèi)容等指標(biāo)精度，提升了決策效率；

4、維護簡單，維護故障錄波信息采集管理平臺一套系統(tǒng)即可，不需要前往分布各地的廠站監(jiān)控室及設(shè)備現(xiàn)場；

5、延伸了信息發(fā)布渠道，過去的檢修信息需人工抄送和上報，易造成漏報、估報和重報，后期信息整理和統(tǒng)計手段缺失。本系統(tǒng)的集中評估機制，自動統(tǒng)計和歸集設(shè)備信息及歷史狀態(tài)，支撐各種組合查詢、歸類統(tǒng)計和橫向縱向比對分析，在線監(jiān)視和評估結(jié)果可快速通過web、短信平臺及告警平臺發(fā)布，對過去同類業(yè)務(wù)進行了極大拓寬和升級，最大程度發(fā)揮了電力系統(tǒng)自動化優(yōu)勢。

以上所舉實施例為本發(fā)明的較佳實施方式，僅用來方便說明本發(fā)明，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，任何所屬技術(shù)領(lǐng)域中具有通常知識者，若在不脫離本發(fā)明所提技術(shù)特征的范圍內(nèi)，利用本發(fā)明所揭示技術(shù)內(nèi)容所作出局部更動或修飾的等效實施例，并且未脫離本發(fā)明的技術(shù)特征內(nèi)容，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)特征的范圍內(nèi)。