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1、西安交通大学 高电压技术实验室 High Voltage Lab传感器与一次设备融合方法董明，任明，吴雪舟，严璋 西安交通大学目 录2013/4/92| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 背景 一次设备智能化方法与特点 传感器技术现状与分析 传感器与一次设备融合问题 结论32013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 现运行部分输变电关键设备服役时间无法满足设 计需求； 开关设
2、备统计结果表明，服役十五年内退役产品为 7.31%，二十年内退役产品达到 24.43%，而产品设计 要求服役为 20-40 年 在运行过程中非计划停电事故频发 由于产品制造原因引起的非计划停电排第一位占42.1% ，由于设备老化而造成的非计划停电排第二位占 27.3% 1100kV 断路器强迫停运率达到 16.75% 国外厂商提供的系统中运行的产品的非计划停运率为 0.107%，国内厂商为 1.102%，相差近 10 倍智能设备发展智能设备发展42013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peki
3、ng | 设备制造水平和质量问题国产设备强迫停运率明显高于进口设备 设备平均运行年限较低 环境因素自然灾害：雷害、冰灾、 环境污染 设备资产使用寿命相对较短 影响电网设备资产寿命成本的主要因素智能设备发展52013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 一次设备智能化智能设备发展62013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | HYDRANAQUAOILAmbient te
4、mperaturebuchholz protectionDGACurrentTop oil temperatureFanPosition of OLTCTemperature of OLTCWater contentBottom oil temperatureLoadT-M0NITORTRANSFORMER MONITORING SYSTEMMass data目 录2013/4/97| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 背景 一次设备智能化方法与特点 传感器技术现状与分析 传感器与一次设备
5、融合问题 结论智能变电站技术特征82013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 一次设备的数字化和智能化 二次设备的数字化和网络化 变电站通信网络和系统实现标准统一化 运行管理系统的自动化智能变电站优势92013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 互感器测量精度高、动态性能好 信号传送环节的抗干扰能力强 不存在二次回路问题 网络化信息共享 设备间无缝互操作 良好的经济
6、效益 变压器一次设备数字化方法102013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 变压器一次设备数字化方法 状态参量的选取：绝缘参数、热参数、机械参数 和运行参数 选择原则： 具备能够反映设备的最关键、最重要运行状态的指标 ； 要有普遍性，基本上主要的同类设备都具备这样的特 征； 可以量测，既可以实现数字化的参量； 四是要简洁112013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking
7、| 电力变压器数字化的步骤与方法： 根据运行分析找出需要数字化的特征参量； 通过在线、带电、停电等量测技术检出状态量信 号； 状态特征参数的数据预处理及信号单元合并； 数据统一建模。122013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 变压器主体 监测功能组 监测主IED 局部放电监测IED 光线绕组监测IED 油中气体分析监测IED 其他监测IED OLTC IED 冷却器控制IED 测量IED 非电量保护装置 合并单元 监测传感器 执行结构 通讯网络 变压器状态专家分析系统智能设备
8、的特点132013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 实时收集状态数据，实 时进行变压器状态诊断 和综合评定，提供专家 知识库支持3、多种设 备评价模式1、功能一体 化 2、功能组 态化 4、与外部系 统良好交互 依据用户所配监测设备种类 自动生成特定的功能组成 用户可随意配置调整展示界 面和风格（表格型或仪表盘 型） 未来功能有序、便利扩展接 入 可疑数据触发评价 固定时间评价 随机评价 实现在不同部门、不同地 域共享利用设备状态信息 据 和企业OA系统集成 留有移动数据接口(
9、短 信、互联网)目 录2013/4/914 | Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 背景 一次设备智能化方法与特点 传感器技术现状与分析 传感器与一次设备融合问题 结论传感器技术现状152013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Portable methods: Typical caseIR AE Vibration VirtuesActualily Easy mainten
10、ance New tendencyEmbedded interface Non-invasiveCondition monitoring is the basis of condition maintenance, regardless electrical, thermal, chemical and mechanical techniques.On-line methods: Typical case DGA PD C & tan Virtues Sensitiveness Actualily Timely New tendency Miniaturization Flexibility
11、Multi function & parameter IntellectualizationCase 1: Dissolved gases in oil measurement162013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 2: Partial discharge measurementSensor Type:AETEVCTUHFSystems:HFCTApplications:172013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum o
12、n Smart Power Substation | Peking | 从有线单参数传感器到无线多参数传感器Wireless Data Transmission -No Signal Attenuation and No Signal Crosstalk -Better PD Source Identification and Locating with Two Sensors /Stator Winding - Energy Harvest : Powered by Leakage FluxPD, Temperature and Vibration(Wireless)$ 400PD only
13、 (Wired) $ 2,000182013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 3: Fiber optic temperature measurement 192013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 4: robotic inspectionCharacteristics: 24-hour service full automaticity
14、 reduce total labor costs202013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | CLP expert system for DGA212013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Warning Level AnalysisStandards: Cigre WG 1501 IEC 60599 DL/T722-2000 IEEE C57.104 Kno
15、wledge rules extracted from CLP data and experiences国内电力设备状态检修现状分析已装在线设备收效不明显的原因缺乏全局性的长远规划有些检测设备质量不高不善于选用、检验各类检测设备认识上的片面性、局限性相应的规章制度未跟上对监测设备的选择、运行、维护等缺乏责任制222013/4/9| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 对在线监测技术发展过程中的认识不足问题 将某些设备、某些技术在推广过程中的薄弱环节误认为在线监测的 先天缺陷，难以克服提高，以至于部分人对该技术发展、推广抱有 观望、否定甚至抵制等态度。根据国内近年来的研究，已突破了大 部分影响在线监测推广应用的技术瓶颈（避雷器、变压器、GIS、 套管、CT、视频等在智能检测、数据处理及诊断技术领域），达 到了技术实用化和智能化的效益。目前针对个别技术难题，正在集 中人力、物力进行技术攻关，并趋于解决。 目前在线监测装置的投资价格限制其发展和推广，但随着技术的成 熟化、产品化、国产化，投资价格会大幅度下降；投入与产出绩效 比较宜以长远的眼光来着眼，社会效益及经济效益综合分析 在线监测技术自身的发展也需要在大量推广实用过程中，不断发现 、克服及研究提高232013/4/9|
