一种安全性能高的变电站在线监测系统

摘要

本发明公开了一种安全性能高的变电站在线监测系统，包括服务器端和变电站端；服务器端与变电站端连接；所述的服务器端包括通过第一级电力信息网互相连接的数据库、服务器、接口机和状态信息接入网关机；所述的变电站端包括多个变电站，所述的变电站包括通过站内信息网相互连接的状态信息接入控制机和状态监测设备，其中状态信息接入控制机直接或者通过状态监测代理装置与状态监测设备连接；所述的状态监测设备包括变压器、GIS局放设备、断路器、电容互感器、电压互感器、避雷器、环境监测设备、SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统。本发明不仅对监测的常用数据进行范围判断，同时还进行健康值的诊断，进行潜在故障进行诊断，安全可靠。

主权项

一种安全性能高的变电站在线监测系统，其特征在于：它包括服务器端和变电站端；服务器端通过第二级电力信息网与变电站端连接；所述的服务器端包括通过第一级电力信息网互相连接的实时/历史数据库、服务器、接口机和状态信息接入网关机；所述的变电站端包括多个变电站，所述的变电站包括通过站内信息网相互连接的状态信息接入控制机和状态监测设备，其中状态信息接入控制机直接或者通过状态监测代理装置与状态监测设备连接；所述的状态监测设备包括变压器、GIS局放设备、断路器、电容互感器、电压互感器、避雷器、环境监测设备、SF6气体监测设备、变压器油中气体监测设备、隔离开关和直流系统，其中变压器的监测量包括铁芯接地电流、变压器油泵工况、变压器风机工况、变压器油泵工作电流、变压器风机工作电流、变压器风机工作电压；GIS局放的监测量包括局部放电量最大值、放电相位和放电次数；断路器的监测量包括运行电流、开断电流、累计开断电流、合闸操作次数、分闸操作次数、分闸电流幅值、合闸电流幅值、分闸电流峰值、合闸电流峰值、分闸时间、合闸时间、累计触头磨损量、储能电机启动次数、储能电机电流、储能电机单次储能时间、储能点击电压、拉杆动作速度和拉杆动作行程；电容互感器的监测量包括泄漏电流、介损、电容和三相泄漏电流之和；电压互感器的监测量包括二次侧电压、三相电压之和、同向电压之差；避雷器的监测量包括泄漏电流、阻性电流、阻容比、落雷时间和动作次数；环境监测设备的监测量包括温度、湿度、蓄电池浮充电压、蓄电池均充电压、蓄电池单体电压、蓄电池内阻、等值盐密、平均泄漏电流、最大泄漏电流和泄漏电流；SF6气体监测设备的监测量包括环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除；变压器油中气体监测设备的监测量包括氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳；隔离开关的监测量包括触点温度；直流系统的监测量包括正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻；状态信息接入控制机将接收到的状态监测设备的监测量依次通过站内信息网、第二级电力信息网、第一级电力信息网发送至状态信息接入网关机，状态信息接入网关机将数据转发至接口机，接口机将数据发送至实时/历史数据库保存，同时服务器对实时/历史数据进行分析：对于变压器的数据分析：建立变压器的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成铁芯接地电流、变压器油泵工况、变压器风机工况、变压器油泵工作电流、变压器风机工作电流、变压器风机工作电压的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将芯接地电流、变压器油泵工况、变压器风机工况、变压器油泵工作电流、变压器风机工作电流、变压器风机工作电压的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第一无量纲参数，用（1‑第一无量纲参数）*100代表变压器的健康值，当变压器的健康值小于设定的变压器健康值阈值，产生告警信息；同时当铁芯接地电流、变压器油泵工况、变压器风机工况、变压器油泵工作电流、变压器风机工作电流、变压器风机工作电压其中有一项超过设定范围，也会产生告警信息；对于GIS局放设备的数据分析：建立GIS局放设备的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成局部放电量最大值、放电相位和放电次数的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将局部放电量最大值、放电相位和放电次数的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第二无量纲参数，用（1‑第二无量纲参数）*100代表GIS局放设备的健康值，当GIS局放设备的健康值小于设定的GIS局放设备健康值阈值，产生告警信息；同时当局部放电量最大值、放电相位和放电次数其中有一项超过设定范围，也会产生告警信息；对于断路器的数据分析：建立断路器的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成运行电流、开断电流、累计开断电流、合闸操作次数、分闸操作次数、分闸电流幅值、合闸电流幅值、分闸电流峰值、合闸电流峰值、分闸时间、合闸时间、累计触头磨损量、储能电机启动次数、储能电机电流、储能电机单次储能时间、储能点击电压、拉杆动作速度和拉杆动作行程的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将运行电流、开断电流、累计开断电流、合闸操作次数、分闸操作次数、分闸电流幅值、合闸电流幅值、分闸电流峰值、合闸电流峰值、分闸时间、合闸时间、累计触头磨损量、储能电机启动次数、储能电机电流、储能电机单次储能时间、储能点击电压、拉杆动作速度和拉杆动作行程的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第三无量纲参数，用（1‑第三无量纲参数）*100代表断路器的健康值，当断路器的健康值小于设定断路器健康值阈值，产生告警信息；同时当运行电流、开断电流、累计开断电流、合闸操作次数、分闸操作次数、分闸电流幅值、合闸电流幅值、分闸电流峰值、合闸电流峰值、分闸时间、合闸时间、累计触头磨损量、储能电机启动次数、储能电机电流、储能电机单次储能时间、储能点击电压、拉杆动作速度和拉杆动作行程其中有一项超过设定范围，也会产生告警信息；对于电容互感器的数据分析：建立电容互感器的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成泄漏电流、介损、电容和三相泄漏电流之和的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将泄漏电流、介损、电容和三相泄漏电流的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第四无量纲参数，用（1‑第四无量纲参数）*100代表电容互感器的健康值，当电容互感器的健康值小于设定的电容互感器健康值阈值，产生告警信息；同时当泄漏电流、介损、电容和三相泄漏电流之和其中有一项超过设定阈值，也会产生告警信息；对于电压互感器的数据分析：建立电压互感器的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成二次侧电压、三相电压之和、同向电压之差的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将二次侧电压、三相电压之和、同向电压之差的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第五无量纲参数，用（1‑第五无量纲参数）*100代表电压互感器的健康值，当电压互感器的健康值小于设定的电压互感器健康值阈值，产生告警信息；同时当二次侧电压、三相电压之和、同向电压之差其中有一项超过设定阈值，也会产生告警信息；对于避雷器的数据分析：建立避雷器的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成泄漏电流、阻性电流、阻容比、落雷时间和动作次数的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将泄漏电流、阻性电流、阻容比、落雷时间和动作次数的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第六无量纲参数，用（1‑第六无量纲参数）*100代表避雷器的健康值，当避雷器的健康值小于设定避雷器健康值阈值，产生告警信息；同时当泄漏电流、阻性电流、阻容比、落雷时间和动作次数其中有一项超过设定阈值，也会产生告警信息；对于环境监测设备的数据分析：建立避雷器的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成温度、湿度、蓄电池浮充电压、蓄电池均充电压、蓄电池单体电压、蓄电池内阻、等值盐密、平均泄漏电流、最大泄漏电流和泄漏电流的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将温度、湿度、蓄电池浮充电压、蓄电池均充电压、蓄电池单体电压、蓄电池内阻、等值盐密、平均泄漏电流、最大泄漏电流和泄漏电流的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第七无量纲参数，用（1‑第七无量纲参数）*100代表控制环境情况的健康值，当控制环境情况的健康值小于设定环境监测设备健康值阈值，产生告警信息；同时当温度、湿度、蓄电池浮充电压、蓄电池均充电压、蓄电池单体电压、蓄电池内阻、等值盐密、平均泄漏电流、最大泄漏电流和泄漏电流其中有一项超过设定阈值，也会产生告警信息；对于SF6气体监测设备的数据分析：建立SF6气体监测设备的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第八无量纲参数，用（1‑第八无量纲参数）*100代表控制SF6气体产生的设备的健康值，当控制SF6气体产生的设备的健康值小于设定的SF6气体监测设备健康值阈值，产生告警信息；同时当环境温度、环境湿度、微水含量、压力、20度压力、湿度、20度湿度、密度、温度、露点、压力报警门限、压力报警解除、压力闭锁门限、压力闭锁解除其中有一项超过设定阈值，也会产生告警信息；对于变压器油中气体监测设备的数据分析：建立变压器油中气体监测设备的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第九无量纲参数，用（1‑第九无量纲参数）*100代表产生变压器油中气体的设备的健康值，当产生变压器油中气体的设备的健康值小于设定的变压器油中气体监测设备健康值阈值，产生告警信息；同时当氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、总烃、微水含量、一氧化碳和二氧化碳其中有一项超过设定阈值，也会产生告警信息；对于隔离开关的数据分析：建立隔离开关的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成触点温度的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将触点温度的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第十无量纲参数，用（1‑第十无量纲参数）*100代表隔离开关的健康值，当隔离开关的健康值小于设定隔离开关健康值阈值，产生告警信息；同时当触点温度其中有一项超过设定阈值，也会产生告警信息；对于直流系统的数据分析：建立隔离开关的监测量与时间相关的体系；自动根据实时/历史数据库的数据分别形成正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻的时间序列；将所有的时间序列用直线拟合，通过计算拟合直线的斜率并将斜率进行归一化，形成‑1至1之间的值，并作为特征值；分别将正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻的特征值按照一定权重进行加权平均，形成在0至1之间的第十一无量纲参数，用（1‑第十一无量纲参数）*100代表直流系统的健康值，当直流系统的健康值小于设定直流系统健康值阈值，产生告警信息；同时当正负母线绝缘电阻、正负母线电压、支路正负绝缘电阻其中有一项超过设定阈值，也会产生告警信息。