基于感知网的变电站容性设备状态监测技术.PDF

2010 China International Conference on Electricity Distribution 1 基于感知网的变电站容性设备状态监测技术 1 2 3 4 李娟 , 焦邵华 ,文义荣 ,王辉 1,3,4,北京信息科技大学 自动化学院 ，北京，100192 2, 北京四方继保自动化股份有限公司，北京，100085 损形成容性设备绝缘监测的趋势曲线，容性设备监测 摘要: 介绍一种以Zigbee无线传感器网络作为感知网，实现变 电站高压容性设备绝缘在线监测的系统解决方案。在变电站内 主站实现容性设备绝缘介损的管理分析，通过分析容 性设备介损变化趋势识别设备是否绝缘劣化。 按不同电压等级设置多个Zigbee子网，将测量装置下放到容性 设备现场，提高泄漏电流测量的准确性和可靠性；利用时钟同 多个 Zigbee 子网络构成变电站容性设备状态监 测感知网，通过容性设备监测主站可纳入变电站自动 步实现不同装置的同步相量测量，进而计算获得精确的绝缘介 化系统，或接入远方的变电站设备监测管理主站，为 质损耗因数。多个Zigbee子网构成变电站容性设备状态监测感 知网，容性设备监测主站可作为智能变电站的一个间隔层设备 物联网的大规模实施奠定基础。 纳入变电站自动化系统，也可以通过3G通信网络接入远方的变 2. 监测系统的基本原理和结构 电站设备监测管理主站。 关键词：容性设备，感知网，Zigbee，状态监测 2.1 基本原理 对电容型设备而言，介质损耗因数 tgδ、流过介 1. 引言 质的电流 I 及介质电容量 C 是反映设备绝缘状况的重 要特征量[2]。现场需要采集流过容性设备的电流信号， 智能电网要求实现电力设备的全寿命周期管理， 通过加在容性设备上的电压信号和电流信号可计算得 高压电力设备在线状态监测功能是智能变电站的重要 出介质损耗因数和电容值。 基础。高压容性设备是变电站内数量最多的高压设备， 如图 1 所示，同一个电压等级的设备利用变电站 [1] 绝缘结构的机电性能是决定容性设备寿命的关键 。 母线的即有 PT 引出电压信号，由一个电压监测单元采 现有容性设备绝缘监测技术应用效果的关键问题在 集计算三相电压的幅值与相位。电流信号的采集则在 于：1)需要将母线电压和容性设备泄漏电流经较长电 各被测设备的套管末屏接地引下线处安装外置穿心式 缆接入同一个监测装置，导致微小信号测量不准确； 的电流互感器，接入电流采集装置。为了精确计算介 2)需要大量现场布线，实施的工程量和难度较大；3) 质损耗因数，需严格保证电压、电流同时采样，采样 抗干扰能力和系统的鲁棒性不高。 的同步由 GPS 来完成。 本文提出解决容性设备状态监测的关键在于将测 量装置下放到容性设备现场，提高泄漏电流测量的准 确性和可靠性。本文在变电站内按不同电压等级设置 多个 Zigbee子网，变电站的容性设备监测主站同时属 于多个 Zigbee 子网。每个 Zigbee 子网络内部包括母 线电压节点、以及该母线电压下的各容性设备节点， 前者实现就地母线电压