变电站SF_6开关设备压力表智能识别系统研究

2023年12月7日发(作者：奔驰cla260报价)

变电站 SF_6开关设备压力表智能识别系统研究

摘要：根据不同的电压等级，变电站智能辅助系统的建设侧重点也会有所不同。针对500kV、220kV变电站，设计之初为有人值守，则考虑功能主要是提供视频分析、状态监测及告警等提示性信号。对于110kV及以下变电站，主要是实现状态远程监测、设备间互联协作、远程控制管理等功能，实现智能管理、远程管理、远程维护，保证无人值守变电站的可靠性与安全性。

关键词：变电站；SF_6开关设备；压力表；智能识别系统

引言

变电站属于一种十分重要的电力设施，其承担着变换电压、接受分配电能以及控制电力流向并调整电压的重要职能。随着自动化技术的快速发展，中国电力系统中变电站已经基本实现自动化控制，主要体现在监控系统运行状态等方面，通过显示器可以呈现出各类监测信息。得益于自动化技术变电站运行便利性显著提升，并且运行成本也显著下降。值得注意的是，变电站实现自动化运行应当关注其中继电保护装置所具有的功能。微机自动化在变电站自动化运行中具有突出优势，在这一基础上结合集成控制电路，巧妙融合了通信技术以及自动化技术，为变电站的进一步发展提供支撑作用。

1智能采集控制装置功能

（1）全数字化方式：通过光纤传输将采集到的电压和电流量数字量送给采集控制装置，采集控制装置将收集到各光纤通道的电压、电流进行重采样后，把所有的采集量转化到同一时间断面，组成SV报文通过交换机发送给保护装置，保护装置收到SV报文后，进行保护逻辑判断。（2）就地数字化方式：采集执行单元配置小CT和PT连接一次侧CT、PT，并对信号进行滤波，然后完成AD转换，获得离散数字信号，时间对齐处理后组成SV报文通过交换机发送给保护装置。（3）常规采样GOOSE跳闸：保护装置直接采集现场的一次CT和PT的信号，进行保护逻辑判断，根据系统的运行状态，通过GOOSE报文，经过交换机向采集执行单元发出跳合闸信号，采集执行单元收到跳合闸命令后，进行GOOSE解包，并确认为本装置的跳合闸订阅块时，同时状态有变位时，则向跳合闸板发出跳合闸报文，控制出口继电器，从而控制断路器开关分合。

2变电站自动化控制关键技术

变电站中自动化控制技术主要包括计算机技术、通信技术等，其中计算机技术中的微机自动化技术得到了大范围应用。计算机技术属于变电站自动化控制中的核心关键技术，对于变电站自动化控制的发展具有不可或缺的促进作用，主要是实现变电站的远程自动化操作，还包含人工神经网络技术、PID控制技术等计算机控制技术。利用计算机控制技术可以有效提升变电站隔离开关等装置的操作便捷性。变电站自动化控制过程会涉及大量关键信息传输，此时需要依靠通信技术将信息由控制中心传达至不同端点，以此来完成系统内的信息交换。现阶段，我国电力系统中大部分变电站均依靠分布式网络完成良好通信，在进行数据接收以及传递的基础上，实现变电站的自动化控制。

3变电站SF_6开关设备压力表智能识别系统分析

3.1方案设计

将人工智能技术应用到电力工程的设计过程中，自动生成设计方案，完成对设计方案的自动检查。设计前期阶段的可行性研究工作，用户喜好分析报告等可以通过人工智能技术完成，利用强大的人工智能系统自动生成多种设计方案，并给出各方案的多指标量化比较结果，供设计人员选择。根据每个项目的不同建设规模、外部条件和业主需求，实时智能设计并排序推荐，利用机器计算枚举出海量可能的设计方案。人工智能技术替代设计人员的工作，将设计人员从简单重复性的劳动中解放出来，可以将更多的精力投入到设计方案的优化中，最大限度地提高设计方案的质量。

3.2监测+预警+控制模式逐步形成 相比以往的辅助控制系统，当前建设的辅助控制系统更具智能联动性，即正逐步形成监测+预警+控制的辅助系统模式。以主变消防动作和一键顺控操作为例：（1）主变消防动作。当主变发生火灾报警时，辅控消防子系统会自动判断主变是否发出重瓦斯动作信号，并判断主变三侧开关是否跳闸。当满足以上条件时，消防子系统会快速打开排油阀门排出变压器油，并关闭进油阀门，切断补油通道。排油一定时间后，打开氮气释放阀门，氮气从变压器底部充入，迅速降低变压器温度，达到灭火效果。（2）一键顺控操作。变电站在倒闸操作过程中，需要完成设备动作后位置的双确认，在现场往往通过联动辅控系统视频监控子系统实现。当开关或倒闸动作后，一键顺控主机通过联动相应开关或刀闸对应的摄像头，提取动作后的图像，经过图像识别技术完成位置确认。

3.3远程智能控制体系

变电站环境风机联动系统远程智能控制方法采用PLC控制风机联动系统。风机运行过程中，各类传感器也随之开始运行，采集变电站环境中的瓦斯浓度数据、风机运行温度等信息，各传感器采集不同类别的数据信息。传感器采集的风机联动系统的强电信号在PLC控制下通过交流采样数字模型转换为交流信号，并由模拟信号转换成数字信号，并同预先设定的参数进行对比。随后，数字信号再次通过PLC转换为模拟信号，再转换为所需电压值，通过变频器实现风机联动系统转速控制。

3.4采集控制装置硬件设计

智能采集控制装置采集电压、电流信号，通过SV报文上送给保护装置；采集断路器位置信号以及其他必要的开关量，通过GOOSE报文给保护装置。采集控制装置实现SV和GOOSE共口，从而保护装置与采集控制装置之间仅采用一根光纤连接，减少了现场的光缆数量以及二次回路的复杂性。为了提高可靠性，采集控制装置采用1个CPU插件，交流插件、开入插件、开出插件、直流插件、智能开入开出插件（DIO）、跳闸插件、合闸插件和电源插件组成。CPU插件通过内部CAN总线与DI、DO、DIO、DT进行信息交互，通过交流信号总线收集交流模拟信号。 3.5联动性功能开发

变电站辅助系统按照功能分属于不同的部门进行管理，如安防、技防、泡沫灭火、水喷淋系统由安质部进行管理，充氮灭火、设备在线监测系统由运检部进行管理，门禁系统由生调中心进行管理，变电站动力环境系统由运维单位进行管理。不同部门之间缺乏联动，变电站辅助系统没有统一的管理路径，系统各种功能之间没有实现有效配合，影响了变电站辅助系统的运行效果。

结束语

近年来，人工智能技术已被广泛应用于电力行业的系统规划、电力市场、勘察设计、施工管理、能源供应、电力系统安全与控制，以及运维与故障诊断等领域，支撑电力系统的稳定与发展。但是，人工智能技术在电力系统的应用中，还普遍存在基础数据薄弱、数据质量不高、异常样本匮乏、训练方式不科学和算力不足等问题。随着以高级机器学习理论、大数据、边缘计算等技术的深入发展和广泛应用，有望在迁移学习、类人机器人的研发、衍生式设计、新型监测手段、分布协同式专家系统等方面取得突破进展，培养对高维度、多时变、非线性问题的强大学习和强优化处理能力，提高电力系统运行的安全性和经济性。

参考文献

[1]徐凯.远程智能I/O模块在井下无人值守变电所的应用[J].陕西煤炭,2020,39(05):128-131.

[2]刘荣昆.浅谈中压开关设备应用现状及发展[J].新型工业化,2020,10(09):45-47.

[3]韩博文,顾博川,陈小军,余膺昊,宋旭东.基于传感器融合技术的高压开关柜智能运检方案[J].电气应用,2020,39(09):98-103.

[4]沈凯.高低压成套开关设备智能化控制系统的设计与运用[J].电工技术,2020(16):73-74+76.

[5]李娟.中压开关柜的智能化方案分析[J].甘肃冶金,2020,42(03):66-68.