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摘要：随着新建特高压换流站的建成投运，换流站在地域、人员、设备管理等方面将面临越来越大的挑战，需要构建智能运检管控体系进行统筹有序管理，保障特高压直流输电系统的安全稳定运行。
关键词：特高压换流站；智能运检；在线监测
引言
除OWS外，特高压换流站在线监测系统配置较全，但监控后台相互独立，平均每站配置8套监测系统。
1在线监测系统配置现状
1.1特高压换流站现场监测系统
1.11一体化监测
一体化在线监测系统主要包含：①大型充油设备在线监测，包括换流变、110KV及以上电压等级站用变、高抗多组分油色谱及微水、铁心和夹件接地电流在线监测；②直流场设备在线监测，包括直流场穿墙套管SF6压力、直流分压器SF6压力、直流断路器SF6压力、避雷器动作次数在线监测；③交流场设备在线监测，包括交流滤波器开关、GIS设备气室SF6压力在线监测。
1.12设备监测
1）站用电蓄电池及400V馈线监测系统：①蓄电池在线监测系统，监测站用电蓄电池的单屏电压，蓄电池内阻；②400V站用电监测系统，监视400V馈线开关分合闸信号。2）主泵漏水及轴承监测系统。站内阀冷却系统主循环泵配置主泵漏水监测系统，及主泵轴承振动和测温在线监测系统，通过OWS及在线监测后台报警。3）电缆沟测温监测系统。站内电缆沟和换流变配置测温光纤，现场通过在電缆沟内电缆上和换流变外壳上环绕测温光纤实时监控运行温度。（4）避雷器泄漏电流监测。对交直流避雷器阻性电流和全电流进行监测。
1.13机器人、红外及环境监测
1）机器人智能巡检系统。每日自动按照既定巡检路线对站内设备进行可见光仪表巡检和红外测温。2）阀厅红外测温系统。对阀厅里面的换流阀、套管、避雷器等设备及接头进行测温监测。3）设备间环境监测系统。二次设备间、阀厅、配电室内、泵房均配置环境监测系统，可实时监测设备间的温度、湿度、PM2.5、PM10等运行参数和泵房内集水坑的液位。
1.2直流技术远程诊断系统
国网总部及各省公司运维检修部门、二级单位、直流技术中心可实现换流站的远程设备状态监视，快速调取现场事件记录、故障录波、图像视频等故障信息，进行设备远程故障诊断分析，及时制定故障处理方案，进行故障远程应急指挥和联合技术会商。
1.3存在的问题
特高压换流站设备具备较完善的现场和远程监测诊断系统，但未进行系统性规划和层级分类，存在监测重点不明确、监测手段不完备等问题；另外监测装置本身存在传感器故障率高、数据传输频发中断、板卡抗电磁干扰能力差、电池续航能力不足等问题；远程诊断系统亟待扩容及技术升级。
2智能运检管控系统构建方案
2.1二维互动感知
根据国网631号文，研究设备本体与传感器一体化自我感知技术。实现基于物联网的设备状态信息自我感知。
2.11换流站现状
特高压换流站已实现多数设备的在线监测，需要在现有感知技术的基础上提升质量和可靠性。
2.22发展与提升
1）持续提升在运换流站在线监测装置本体的可靠性：①集中力量提升主设备油色谱及微水、铁心和夹件接地电流在线监测装置，以及GIS、开关设备SF6压力在线监测装置的可靠性，逐一排查传感器、转换接口、传输设备的可靠性，规范技术通信协议，提升板卡抗静电干扰能力，以及在恶劣气象条件下运行的稳定性，切实提升主设备在线监测装置的可靠性；②定周期邀请专业公司继续对在线监测装置进行定检，尤其加强新建站交接阶段的在线装置定检，把“首检”式验收延升至在线监测装置。2）建设基于物联网的设备状态和运检资源感知体系。扩展已有换流站智能巡检手持式终端功能，随设备建设物联网RFID、二维码、智能芯片等标签，根据电网设备身份标签编码原则，建设涵盖设备、装备、车辆及备品备件等物资的智能识别系统，进行电网设备资产寿命、定额缺额、名牌信息、运行状况等的数据统计分析，再进行运检装备的智能化信息化管理：①在设备智能巡检方面，结合物联网RFID标签，建设巡检周期、巡检标准、巡检计划、巡检记录台账，分类汇总分析主要设备缺陷信息，遇有严重、紧急缺陷时及时发送至相关责任人和管理人员，督促缺陷闭环管理；②在物资装备管理方面，建设定额标准和缺额预警功能，实时预警、区域调控、集约管理，初步建成基于物联网的特高压换流站设备状态和运检资源感知体系。3）与设备厂家合作研究特高压直流换流阀的全景巡检与状态监测关键技术。换流阀全景巡检是面向换流阀及其关键零部件的温度、相对位置等综合信息的全方位多维度的监测，全景巡检技术内容与预期成果。目前，传感器及其探测技术在诸多领域得到广泛应用，但是尚未对换流阀关键零部件及关键部位进行全景巡视和状态监测。在换流阀结构约束以及复杂电磁环境中研究全景微型传感器植入方式、绝缘配合和电磁屏蔽以及微型传感器的供能技术，是该技术研究的关键环节。
2.2三层集约管控
2.21运维管控系统
引入总部“基于管控平台的生产指挥决策体系”，应用“大云物移”等新技术，依托管控平台信息汇集、数据分析信息流转功能，全面管控运检业务及资源，实现决策指令、现场信息等在管理层与作业现场的实时交互。在生产指挥决策体系增加生产运行数据的读取和趋势分析功能：①鉴于各直流系统自投运以来的送电量及年月日平均功率、送电任务完成率均需从PMS手动输入的日报数据中人工读取，建议增加送电量信息的自动统计分析功能；②鉴于各直流系统自投运以来的强迫停运次数和计划停运、临时停运次数均需手动统计，建议增加相关数据的统计分析功能；③鉴于特高压换流站设备历史台账均为手动维护，建议增加设备自投运以来的缺陷信息、检修更换信息，和同类型设备的一般、严重、危急缺陷占比信息，便于提前发现家族性缺陷；④建议增加温度等折算后的高压试验数据统计分析及趋势发展信息化系统。建议建设简单、有效的设备及系统运行管控平台，便于形成历史性、趋势性的数据分析材料。
2.2应急处置体系
1）换流站现状。技术中心及省公司运维、检修部门对远程诊断系统的事件信息、报警记录、工业视频记录，以及现场刻录的故障录波信息进行远方分析，并通过电话会议系统，进行故障处置指导，故障原因分析等。2）发展与提升。发展视频通信新技术，实现换流站故障现场设备、屏柜、板卡、端子与直流技术中心专家的点对点视频交流，进行分析诊断会商、故障原因查找，实现故障处置的有效和快速指导。在省公司运维、检修、技术中心等部门探索建设一次主设备带电检测远程分析功能。建设换流变远程监测及预警系统，实现换流变绝缘故障实时监测；采用新型传感器，提高换流变、GIS局放超声信号检测精度及准确性；开发应用远程监测预警系统，实现运行电压下主设备的绝缘故障诊断及定位。
结语
由于我国的能源中心分布与负荷中心距离较远，直流输电是大功率远距离输电的必然选择。换流站用电负荷也大，能耗较高，节能降耗仍是有比较大的空间，创造效果显著，更重要的是减少了设备的损耗，延长了设备的维护周期、降低了运行成本，提高了设备的可靠性，从而提高了电网的安全稳定性。
参考文献：
[1]姚福来.电气节能控制方法与实践[M].2009.ISBN：9787508377292.
[2]姚福来，张艳芳.电气节能技术及应用[M].2015，ISBN：9787512380233.
[3]赵爽，王文娟，赵庆丽.电网规划中的节能降耗问题研究[J].2010（02）.
（作者单位：天津送变电工程有限公司）
关键词：特高压换流站；智能运检；在线监测
引言
除OWS外，特高压换流站在线监测系统配置较全，但监控后台相互独立，平均每站配置8套监测系统。
1在线监测系统配置现状
1.1特高压换流站现场监测系统
1.11一体化监测
一体化在线监测系统主要包含：①大型充油设备在线监测，包括换流变、110KV及以上电压等级站用变、高抗多组分油色谱及微水、铁心和夹件接地电流在线监测；②直流场设备在线监测，包括直流场穿墙套管SF6压力、直流分压器SF6压力、直流断路器SF6压力、避雷器动作次数在线监测；③交流场设备在线监测，包括交流滤波器开关、GIS设备气室SF6压力在线监测。
1.12设备监测
1）站用电蓄电池及400V馈线监测系统：①蓄电池在线监测系统，监测站用电蓄电池的单屏电压，蓄电池内阻；②400V站用电监测系统，监视400V馈线开关分合闸信号。2）主泵漏水及轴承监测系统。站内阀冷却系统主循环泵配置主泵漏水监测系统，及主泵轴承振动和测温在线监测系统，通过OWS及在线监测后台报警。3）电缆沟测温监测系统。站内电缆沟和换流变配置测温光纤，现场通过在電缆沟内电缆上和换流变外壳上环绕测温光纤实时监控运行温度。（4）避雷器泄漏电流监测。对交直流避雷器阻性电流和全电流进行监测。
1.13机器人、红外及环境监测
1）机器人智能巡检系统。每日自动按照既定巡检路线对站内设备进行可见光仪表巡检和红外测温。2）阀厅红外测温系统。对阀厅里面的换流阀、套管、避雷器等设备及接头进行测温监测。3）设备间环境监测系统。二次设备间、阀厅、配电室内、泵房均配置环境监测系统，可实时监测设备间的温度、湿度、PM2.5、PM10等运行参数和泵房内集水坑的液位。
1.2直流技术远程诊断系统
国网总部及各省公司运维检修部门、二级单位、直流技术中心可实现换流站的远程设备状态监视，快速调取现场事件记录、故障录波、图像视频等故障信息，进行设备远程故障诊断分析，及时制定故障处理方案，进行故障远程应急指挥和联合技术会商。
1.3存在的问题
特高压换流站设备具备较完善的现场和远程监测诊断系统，但未进行系统性规划和层级分类，存在监测重点不明确、监测手段不完备等问题；另外监测装置本身存在传感器故障率高、数据传输频发中断、板卡抗电磁干扰能力差、电池续航能力不足等问题；远程诊断系统亟待扩容及技术升级。
2智能运检管控系统构建方案
2.1二维互动感知
根据国网631号文，研究设备本体与传感器一体化自我感知技术。实现基于物联网的设备状态信息自我感知。
2.11换流站现状
特高压换流站已实现多数设备的在线监测，需要在现有感知技术的基础上提升质量和可靠性。
2.22发展与提升
1）持续提升在运换流站在线监测装置本体的可靠性：①集中力量提升主设备油色谱及微水、铁心和夹件接地电流在线监测装置，以及GIS、开关设备SF6压力在线监测装置的可靠性，逐一排查传感器、转换接口、传输设备的可靠性，规范技术通信协议，提升板卡抗静电干扰能力，以及在恶劣气象条件下运行的稳定性，切实提升主设备在线监测装置的可靠性；②定周期邀请专业公司继续对在线监测装置进行定检，尤其加强新建站交接阶段的在线装置定检，把“首检”式验收延升至在线监测装置。2）建设基于物联网的设备状态和运检资源感知体系。扩展已有换流站智能巡检手持式终端功能，随设备建设物联网RFID、二维码、智能芯片等标签，根据电网设备身份标签编码原则，建设涵盖设备、装备、车辆及备品备件等物资的智能识别系统，进行电网设备资产寿命、定额缺额、名牌信息、运行状况等的数据统计分析，再进行运检装备的智能化信息化管理：①在设备智能巡检方面，结合物联网RFID标签，建设巡检周期、巡检标准、巡检计划、巡检记录台账，分类汇总分析主要设备缺陷信息，遇有严重、紧急缺陷时及时发送至相关责任人和管理人员，督促缺陷闭环管理；②在物资装备管理方面，建设定额标准和缺额预警功能，实时预警、区域调控、集约管理，初步建成基于物联网的特高压换流站设备状态和运检资源感知体系。3）与设备厂家合作研究特高压直流换流阀的全景巡检与状态监测关键技术。换流阀全景巡检是面向换流阀及其关键零部件的温度、相对位置等综合信息的全方位多维度的监测，全景巡检技术内容与预期成果。目前，传感器及其探测技术在诸多领域得到广泛应用，但是尚未对换流阀关键零部件及关键部位进行全景巡视和状态监测。在换流阀结构约束以及复杂电磁环境中研究全景微型传感器植入方式、绝缘配合和电磁屏蔽以及微型传感器的供能技术，是该技术研究的关键环节。
2.2三层集约管控
2.21运维管控系统
引入总部“基于管控平台的生产指挥决策体系”，应用“大云物移”等新技术，依托管控平台信息汇集、数据分析信息流转功能，全面管控运检业务及资源，实现决策指令、现场信息等在管理层与作业现场的实时交互。在生产指挥决策体系增加生产运行数据的读取和趋势分析功能：①鉴于各直流系统自投运以来的送电量及年月日平均功率、送电任务完成率均需从PMS手动输入的日报数据中人工读取，建议增加送电量信息的自动统计分析功能；②鉴于各直流系统自投运以来的强迫停运次数和计划停运、临时停运次数均需手动统计，建议增加相关数据的统计分析功能；③鉴于特高压换流站设备历史台账均为手动维护，建议增加设备自投运以来的缺陷信息、检修更换信息，和同类型设备的一般、严重、危急缺陷占比信息，便于提前发现家族性缺陷；④建议增加温度等折算后的高压试验数据统计分析及趋势发展信息化系统。建议建设简单、有效的设备及系统运行管控平台，便于形成历史性、趋势性的数据分析材料。
2.2应急处置体系
1）换流站现状。技术中心及省公司运维、检修部门对远程诊断系统的事件信息、报警记录、工业视频记录，以及现场刻录的故障录波信息进行远方分析，并通过电话会议系统，进行故障处置指导，故障原因分析等。2）发展与提升。发展视频通信新技术，实现换流站故障现场设备、屏柜、板卡、端子与直流技术中心专家的点对点视频交流，进行分析诊断会商、故障原因查找，实现故障处置的有效和快速指导。在省公司运维、检修、技术中心等部门探索建设一次主设备带电检测远程分析功能。建设换流变远程监测及预警系统，实现换流变绝缘故障实时监测；采用新型传感器，提高换流变、GIS局放超声信号检测精度及准确性；开发应用远程监测预警系统，实现运行电压下主设备的绝缘故障诊断及定位。
结语
由于我国的能源中心分布与负荷中心距离较远，直流输电是大功率远距离输电的必然选择。换流站用电负荷也大，能耗较高，节能降耗仍是有比较大的空间，创造效果显著，更重要的是减少了设备的损耗，延长了设备的维护周期、降低了运行成本，提高了设备的可靠性，从而提高了电网的安全稳定性。
参考文献：
[1]姚福来.电气节能控制方法与实践[M].2009.ISBN：9787508377292.
[2]姚福来，张艳芳.电气节能技术及应用[M].2015，ISBN：9787512380233.
[3]赵爽，王文娟，赵庆丽.电网规划中的节能降耗问题研究[J].2010（02）.
（作者单位：天津送变电工程有限公司）