董明-传感器与一次设备融合技术.pptx

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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 2021-4-192 | 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 3 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum o

2、n 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 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

3、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 4 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 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

4、 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 5 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 一 次 设 备 智 能 化 智 能 设 备 发 展 6 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation |

5、 Peking | HYDRANAQUAOIL Ambient temperaturebuchholz protectionDGACurrentTop oil temperatureFan Position of OLTCTemperature of OLTCWater contentBottom oil temperatureLoadT-M0NITORTRANSFORMERMONITORING SYSTEMMass data 目 录 2021-4-197 | Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking

6、 | 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 智 能 变 电 站 技 术 特 征 8 2021-4-19| 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 9 20

7、21-4-19| 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 效 益 变 压 器 一 次 设 备 数 字 化 方 法 10 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking

8、 | 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 11 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substatio

9、n | Peking | 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 。 12 2021-4-19| 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

10、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 的 特 点 13 2021-4-19| 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

11、 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

12、动 数 据 接 口 (短 信 、 互 联 网 ) 目 录 2021-4-1914 | 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 15 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Portable meth

13、ods: Typical case IR AE Vibration Virtues Actualily Easy maintenance New tendency Embedded interface Non-invasive Condition monitoring is the basis of condition maintenance, regardless electrical, thermal, chemical and mechanical techniques.On-line methods: Typical case DGA PD C & tan Virtues Sensit

14、iveness Actualily Timely New tendency Miniaturization Flexibility Multi function & parameter Intellectualization Case 1: Dissolved gases in oil measurement 16 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 2: Partial discharge measurementSensorType: AE TEV CT U

15、HFSystems: HFCTApplications: 17 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on 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 Windi

16、ng- Energy Harvest : Powered by Leakage FluxPD, Temperature and Vibration(Wireless) $ 400PD only (Wired) $ 2,00018 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 3: Fiber optic temperature measurement 19 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Powe

17、r Substation | Peking | Case 4: robotic inspectionCharacteristics: 24-hour service full automaticity reduce total labor costs 20 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | CLP expert system for DGA 21 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Su

18、bstation | Peking | Warning Level Analysis Standards: Cigre WG 1501 IEC 60599 DL/T722-2000 IEEE C57.104 Knowledge 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

19、 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 22 2021-4-19| 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

20、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

21、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 23 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 目 录 2021-4-19

22、24 | 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 与 一 次 设 备 融 合 问 题 25 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 传 感 器 如 何 选 择 ？ 安 装 位 置 如 何 选 择 ？ 对 一 次 设

23、 备 的 影 响 如 何 ？ 多 参 数 如 何 融 合 ？ Case 1： 油 中 溶 解 气 体 含 量 监 测 受 装 置 内 部 元 部 件 本 身 性 能 以 及 现 场 条 件 等 因 素的 影 响 ， 油 色 谱 在 线 监 测 装 置 长 期 运 行 后 的 检 测数 据 偏 差 较 大 ， 其 中 偏 差 30%的 只 占 50%左 右 。 26 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 2： 局 部 放 电 UHF信 号 传 播 27 2021-

24、4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 3： 局 部 放 电 超 声 信 号 传 播 28 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | Case 4： 变 压 器 振 动 信 号 29 2021-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 30 202

25、1-4-19| Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking | 以 上 对 传 感 器 与 变 压 器 组 合 实 例 可 以 看 出 ， 选 用 不 同 检测 手 段 的 结 合 ， 增 强 了 信 息 的 共 享 ， 对 设 备 故 障 的 发 现 更 为及 时 和 准 确检 测 设 备 经 济 性 选 择 ： 科 学 合 理 、 讲 究 性 价 比 ；根 据 实 际 情 况 选 择检 测 设 备 性 能 的 选 择 上 ： 每 种 有 效 的 方 法 或 仪 器都 有 其 适 用 范 围信 息 的

26、 共 享 ： 应 考 虑 同 一 的 输 出 格 式 ， 同 时 应 制订 信 息 的 统 一 分 析简 单 、 灵 敏 仪 器 的 及 时 报 警 ， 全 面 、 精 密 仪 器 的复 核 目 录 2021-4-1931 | 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 结 论 32 2021-4-19| Presentation at Tech.

27、App. Forum on Smart Power Substation | Peking | l从 未 来 数 字 电 网 、 智 能 电 网 建 设 角 度 出 发 ， 数 字 化及 智 能 化 是 智 能 设 备 建 设 要 解 决 的 关 键 问 题 ；l传 感 器 技 术 发 展 迅 速 ， 可 为 一 次 设 备 智 能 化 服 务 ；l传 感 器 与 一 次 设 备 融 合 需 要 更 多 的 考 虑 ， 如 安 装 位置 、 对 一 次 设 备 影 响 及 运 行 可 靠 性 等 ；l智 能 设 备 建 设 还 要 为 运 行 、 扩 改 建 等 服 务 ， 即 努 力实 现 全 寿 命 优 化 、 为 全 局 性 的 资 产 管 理 服 务 ；l积 极 研 发 状 态 分 析 诊 断 系 统 ， 逐 步 实 现 一 次 设 备 自我 智 能 诊 断 、 自 我 智 能 调 整 等 能 力 。 Thanks For Your Attention!Welcome to our Lab. 2021-4-1933 | Presentation at Tech. App. Forum on Smart Power Substation | Peking |