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摘要：变电站运行中电力设备实际状态对整体效果有着直接影响，随着智能变电站的快速发展，在电力质量监测方面也有了新的突破。文章结合实际情况对变电站电力质量检测系统设计展开探讨。
关键词：变电站；电力质量；质量监测；监测系统
引言
电力系统运行中变电站起重要作用，可以将大伏电压降低，供给用户端使用，起到承上启下的作用。总的来说，变电站可以保证企业、居民的正常用电。但是从当前情况分析，变电站运行中的安全管理和设备维护工作愈加重要，是降低成本输出和人身、设备安全的主要渠道，需要电力系统、企业内部提升重视，采取有效措施，保障电网安全运行。
1变电站电气质量监测相关概述
变电站检修内容复杂，涉及到的设备种类和数量比较多，且不同电气设备的工作原理和运行环境有一定区别，因此设备状态监测工作难度较大。设备状态监测中，不同电气设备的监测要点有所不同，通过传感器、可抽取结构以及有效转换信号，然后由检测仪接收并识别电缆传输信号，经过数据处理后，即可形成可传输且可识别的有效监测信号。现阶段，智能化、自动化变电站建设水平逐渐提升，电气监测设备可将数字滤波技术作为依托，同时采用云处理技术，构建数字测量系统，能够保证设备监测工作的高效进行。
2变电站智能状态监测系统的构成
变电站设备智能状态监测系统主要由两大部分组成。第一部分是数据采集模块，它主要是对各种智能设备的总称，这些设备依托内部的传感器，可准确地将每一环节相关的数据进行提取与保存，主要包括温湿度、变压器的色谱分析数据、数字电压检测表数据、绝缘检测数据等，方便人工读取。第二部分主要是以通信技术为主的数据传输渠道，其中以数据信息控制板为核心，通过无线，将各传感器采集到的数据传输回控制板中进行分析，并检测其是否符合安全要求，若出现不符合的安全要求，监测系统就会发出警报，或通过红色警示灯警示，也可发出警报。变电站中变压器是起主导作用的部件，传感器集中在变电站的不同设备上进行检测，将检测回来的数据通过以太网，成功接入光纤网（大部分变电站以光纤网为主，也有使用其他传输网络GPRS等）中，通过光纤网的无线通信协议传输到变电站的主控制器与计算机显示屏中，使工作人员不必亲身前往各设备附近去读取数据。目前，我国大多数变电站中，主要的监测重点便是电压和电流的实时情况，光纤传递的也是以这两者为主的数字信息。基于此，在智能变电站中，需要数字化保护装置对设备运行状态进行有效监测以及对信息进行及时保存。例如，在智能变电站调度自动化系统监测过程中，相关工作人员可以利用变电站整体数字规划，与互感器相结合，将监测信号转化成数字信号，并利用光纤将信息传输到指定系统中。通过互感器，数字信号便可以随时进入保护装置中，避免了下一时刻电压电流对原本数据产生的干扰，保证了其准确性。另外，保护装置可以对数据采集工作进行监控，一旦出现信息丢失等情况，便会立刻报警，工作人员根据报警信息，可迅速恢复系统，以保证工作效率。
3变电站电力质量监测系统的设计分析
3.1事件触发和记录机制
该监控系统还包括不同的事件触发机制和故障数据记录功能。这两个功能可以帮助系统操作员检查系统操作条件并记录故障事件信息以供分析。触发阈值可以根据分布式电源的功率大小的不同来决定。在本研究中，基于目标系统选择触发阈值。由于电能质量的检测是实时性，因此所有的检测功能都通过FPGA的编程实现，以提高检测的精度，避免基于CPU的实现可能导致的时间戳不一致的问题。检测结果将通过直接存储器访问（DMA）和先进先出（FIFO）策略传输到DAQ控制器。一旦触发事件检测，DAQ控制器将使用特定的记录周期缓冲区开始记录故障数据，以确保没有遗漏任何事件数据。
3.2智能变电站二次系统的在线监测
智能变电站中，信息采集输入时需要光纤以太网传输的采样值报文，保护动作出口信息由光纤以太网传输的GOOSE开关量取代了跳闸、重合闸接点动作;二次设备一般都具有在线自检功能及通讯功能，在线监测的实现就是利用装置本身自检及装置之间的互相监测。继电保护装置的电流、电压、光纤链路状态，装置的遥信遥控等GOOSE状态，直流逆变电源状态等都应该纳入装置的主要监测对象，甚至本身自检的FLASH擦写次数、RAM是否出错等信息也纳入监控范围。在考虑将含有端口连接状态、端口双工模式、速率和吞吐量等表征通信网络运行状态参数的网络设备(交换机等)也纳入监控范围，以更好地完成状态监测、故障诊断及故障定位等工作。总而言之，智能变电站二次设备状态监测系统正在往全面智能化方向发展。智能变电站的二次监测涵盖内容十分广泛，不仅仅局限于某些具体的信号丢失或者设备故障。
3.3远程运维设计
首先，本文从运维人员的角度出发，以管理和运维需求为核心，对装置配置参数进行梳理。运维人员关心且需要运维的参数，总结为以下3类。第一，网络参数：涉及网卡参数、路由参数以及与主站通信的参数。网卡参数包括网卡名称、IP、子网掩码；路由参数包括网卡名称、目标网段、掩码、下一跳。主站通信参数包括主站名称、IP、端口号。第二，采集参数：涉及简单网络管理协议采集和Internet控制报文协议ICMP采集的参数。SNMP协议采集参数包括：开始IP地址和结束IP地址、SNMP端口号、SNMP团体名称、SNMP版本。ICMP协议采集参数包括：IP子网、VLAN号、安全分区、分网标识。第三，用户账户参数：涉及用户账户管理的参数，包括权限定义参数、角色配置参数、用户配置参数。权限定义指根据用户角色设置角色权限；角色配置包括角色名、具备权限；用户配置包括账户名、密码、关联角色名。通过配置上述参数，运维人员即可对监测装置进行基本运维管理工作。
3.4监测系统的数据分析
数据分析并非靠人脑完成，而是靠嵌入式控制器完成的。智能化监测系统之间也不断进行着数据的交互，目前我国所使用的大多数监测系统与数据交互系统是互相分离的，但在功能上是彼此统一的。监测系统与数据采集部分都处在高压、高电流或是高温等艰苦的环境中，因此监控系统做过特殊处理，可适应恶劣环境，并在极端环境中保证数据的可靠性与真实性。但基于通信协议的数据传输设备却不适应。传输至电脑中的数据是经过与监控系统相配套的软件进行分析的，因此需要专业的互联网职工对电脑软件或手机APP进行分析。这一点也是变电站向智能变电站跨越的最典型表现。
3.5建立动态监测机制
企业电力系统在安全运行管理的过程中，使用现代新科技与技术，利用其便捷性和高效性，提升对变电站运行的管理。例如，在变电站中建立动态监测机制，通过智能监控，增强管理质量，常见的动态监测机制可包括：智能传感、计算机客户端、仿真技术和自动计数等等，具体的构建需要结合变电站实际运行情况，构建科学的监控体系，当发现隐患征兆的时候，就能第一时间发现问题并报警。这样的形式比人为检测管理效率更高，减少设备故障出现概率，延长设备使用周期。为电网安全稳定运行，提供良好保证。
结语
变电站监测系统具有较好的数据采集速度和系统计算能力，能够精确地提供实时电力监控数据。同时系统的IP寻址能力为电站操作员提供了灵活的系统可访问性，因此电站操作员可以在没有位置限制的情况下可视化电力系统的状况。试验表明，该系统能够准确监控电压、频率、功率、断路器状态以及SSO等变电站的电能质量参数。
参考文献
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