多层分布式电容性设备绝缘高精度在线监测系统研究.pdf

吉出生 多层分布式电容性设备绝缘r-=--j个月度 在线监测系统 丁家峰1营建2孙晓龙1王会海1 (1．北京，100069，华电云通电力技术有限公司；2．长沙，410083，中南大学) 摘要本文设计7一种自适应的智能通讯模块，并基于此模埏建立了一种多层分布式在线监测系 统，战少了多设备的通讯阻塞，提高在线监测系统运行的可靠·陆和自诊断功能．提出了一种基于广 播同步采样和带横向数据修正的数据融合算法，将共模干扰的影响减小了7雠，提高了测量的精度． 长时间对系统的测试表明：该系统通讯稳定可靠，故障隔离能力强，监测数据更能够体现被试设备 的运行状态． 关键词电力设备在线监删分布式系统广播通讯 1 引言 为了保证电力设备的安全运行，对现场电力设备进行在线实时监测是非常有意义的事情，投入 运行的设备给电力部门提供有意义的信息并排除了一定的故障，在线监测系统是通向状态维修的必 有之路‘’翔。传统在线监测系统多采用总线和分布式拓扑结构Ⅲl。总线式结构多采用基于多路模拟 开关方式的变送器，现场传感器的信号经小信号远程传输后集中到中心机房进行AD转换和后处 理，长距离的小信号传输易受现场干扰的影响，所以该体系受到限制。分布式结构是当前应用比较 广泛的体系，但是因为该结构的服务对象不主要针对在线监测而造成了设计上的差异化，多种不同 的体系被应用于在线监测系统，系统结构沿用了传统的设计而造成许多在线设计并不能达到预期的 目的，依然不能解决系统中主要的误差来源并确保系统的长期稳定性。经分析，对电容性设备进行 介质损耗、泄露电流和电容量监测检测，主要误差来源有PT参考源的不稳定、环境因素、相间干 扰和系统频率的变化等。针对出现的问题，许多人进行了相关的研究，并提出了消除其中部分误差 的解决方法，但至今未提出一个能够比较理想的结构解决现场的多数问题。 融台电力现场的技术难点和弱点，本文提出了一种多层分布式在线监测结构，该结构融合了经 典分布式系统设计理念和现场被试设备的功能分配与数据关联，对每层的功能进行详细的归类和分 工，依靠先进的网络技术．达到提高测试精度和保障设备可靠性的目的。 2系统设计 2．1系统结构 图1为设计的在线系统层次图，系统包含4层：远程数据集中诊断层。厂站数据集中诊断层， 区域控制层和前端采样层。远程数据集中诊断层由设备供应商和运营商维护，定时调度厂站服务器 240 获得监测数据．并组织远程专家进行故障诊断，给电力部门提供参考信息。可以使用的通讯方式有 TCPSP和MODEM等。厂站数据集中诊断层置于厂站的控制中心．由厂站内相关人员进行维护， 人工或系统定时对现场设备进行采样。并对监测数据进行数据融台．区域控制层在系统中处于中枢 地位，担任前端采样层的分组管理和设各故障自诊断功能，并统一对区域内的变送器提供功率、通 信和参考信号等。前端采样层直接进行数据采样。区域控制层与厂站数据集中诊断层之间采用总线 拓扑结构，与前端采样层采用星型布线结构【51。 图1 多层分布式存线监测系统结构 2．2工作流程 远程与本地采样任务被添加到采样队列中，厂站管理软件按照下面流程进行数据采集： (1)按照采样的对象以广播方式启动部分或全部区域的变送器； (2)被启动的变送器进行多相数据同步采样； (3)系统按照点对点方式回收所有的采样数据： (4)按照区域划分的原则进行后端数据融合处理，主要是对具有可比性的同相和同问隔数据 进行数据融合处理： (5)将处理后的数据和原始数据存储到厂站服务器和远程服务器； 3关键实现方案与分析 3．1 高精度传感器和同步数据采样 241 决定前端数据采样精度和稳定性的主要因素有传感器相角差及稳定性、多通道信号同步采样技术和 数据的分析。使用专用介质损耗测试仪对常用的小信号取样电流传感器进行实验后得到表一的分析 结果。 表1常用电容性设备取样电流传感器对比分析 电流互感器类型 初始相角著(分) 稳定度(％) 无源