一种变电站现场作业检测数据处理的方法、系统及应用与流程

1.本发明属于变电检测技术领域，具体涉及一种变电站现场作业检测数据处理的方法、系统及应用。


背景技术：

2.变电站设备巡视是运维工作的重要组成部分之一，是必不可少的基础运维工作，也是保证电网设备安全运行的重要措施之一。变电站需要日常监测的数据包括各种电压、电流、功率(包括有功、无功)，功率因数，电能计量读数，此外还有设备的运行参数，比如变压器的温度、油位，气体绝缘设备的压力值(密度)，避雷器泄露电流、动作次数，断路器的跳闸报告、测距报告、动作次数。
3.变电站巡视需要明确巡视路线，了解需要巡视的内容，借助相应工具了解设备运行详细情况。巡视人员要熟悉各种电力设备，保证有充足的巡视时间，对于每一个环节细致认真的检查。尤其是对于容易发生故障的设备，更要重点关注。户外安装预装式箱式变电站，除了箱变内开关柜的检查，还需要查看四周环境，通风状况，封堵情况等。
4.对于使用多年的电力设备设备，能否继续投入运行，更应依靠预试提供的科学结论来决策。电力设备处于长期运行状态，其技术性能会逐渐降低，而处于间断运行或长期停运状态，其绝缘特性和机械性能受温、湿、尘等环境影响也会劣化，只有通过预试检验才能确定这些设备能否安全运行。
5.通过巡视、试验等工作检查设备运行状况,能够掌握变电站设备运行的规律，及时发现和消除设备缺陷和隐患，确保设备和电网的安全运行，避免事故的发生。现场在试验、巡视过程中需要大量的历史数据支撑，用于和本次试验、巡视结果数据进行对比来判断电网设备是否稳定运行。
6.针对目前的变电站数据监测技术，其缺点是：
7.1.试验、巡视记录历史数据量庞大，现场试验、巡视之前需要大量的时间来整理历史数据以支撑本次试验或巡视记录；
8.2.电网设备类型繁多，并且每种设备类型所需要的试验项目、巡视点依旧众多，现场试验时无法快速、准确的定位到试验项目、巡视点的阈值，需携带大量规范资料到场辅助试验。


技术实现要素：

9.本发明为了克服现有技术的缺点，解决由于变电站数据庞大而导致的数据录入以及比对工作繁杂的技术难题，设计了一种变电站现场作业检测数据处理的方法、系统及应用，利用软件以及硬件系统实现对变电站数据的自动采集、录入以及告警。
10.本发明采用的技术方案是，一种变电站现场作业检测数据智能分析处理的方法，所述的方法基于带有管理软件的cpu和数据存储单元的智能设备实现，关键是：所述的数据存储单元包括历史数据存储单元和当前数据录入暂存单元，在此基础上，所述的方法包括
如下步骤：
11.a、对历史数据存储单元进行初始化，录入历史数据并对应每一个历史数据进行设定阈值范围；b、cpu将当前数据录入暂存单元录入的数据与历史数据存储单元设定的阈值范围进行比较，如果在阈值范围内，直接进行下一步骤，如果超出阈值范围，则进行提醒告警；c、将当前数据录入暂存单元中未超出阈值范围内的数据转存到对历史数据存储单元，完成处理过程。
12.所述的历史数据存储单元中的历史数据包括试验数据和巡视数据。
13.所述的告警方式包括声音报警和深色字体闪亮两种方式。
14.所述的步骤a，录入历史数据的方式为采用引导程序将表格中的数据导入到历史数据存储单元。
15.所述的智能设备包括计算机、智能手机或智能平板电脑。
16.本发明还涉及一种变电站现场作业检测数据智能分析处理系统，关键是：所述的系统包括至少一个变电站、变电站数据采集单元、变电站数据处理单元、变电站数据报警单元。
17.所述的系统中还包括后台服务器，变电站数据处理单元通过网络接口与后台服务器连接。
18.所述的变电站数据采集单元采用zigbee无线采集方式。
19.本发明还涉及一种变电站现场作业检测数据智能分析处理的方法在变电站数据填报中的应用。
20.本发明还涉及一种变电站现场作业检测数据智能分析处理的方法在变电站数据分析中的应用。
21.本发明的有益效果是，
22.通过对智能设备的设计，实现了对变电站数据的自动填报与录入，同时还可以对录入数据的阈值进行判断，确认当前变电数据是否异常，当异常时可以实现报警，节省了庞大的数据信息录入与比对时间，避免由于工作量较大而带来的工作效率低下问题。
具体实施方式
23.根据35kv变电站常规交接试验项目的安全规定中要求：
24.一、主变压器的巡视检查项目
25.1、正常巡视
26.1)变压器运行声音是否正常。
27.2)变压器油色、油位是否正常，各部位有无渗漏油现象。
28.3)变压器油温及温度计指示是否正常，远方测控装置指示是否正确。
29.4)变压器两侧母线有无悬挂物，金具连接是否紧固；引线不应过松或过紧，接头接触良好，试温蜡片无融化现象。
30.5)呼吸器是否通畅；硅胶是否变色；瓦斯继电器是否充满油；压力释放器(安全气道)是否完好无损。
31.6)瓷瓶、套管是否清洁，有无破损裂纹、放电痕迹及其它异常现象。
32.7)主变外壳接地点接触是否良好。
33.8)有载分接开关的分接指示位置及电源指示是否正常。
34.9)冷却系统的运行是否正常。
35.10)各控制箱及二次端子箱是否关严，电缆穿孔封堵是否严密，有无受潮。
36.11)警告牌悬挂是否正确，各种标志是否齐全明显。
37.2、特殊巡视
38.1)大风天气时，检查引线摆动情况及变压器上是否有悬挂物。
39.2)雷雨天气后，检查套管是否有闪络放电现象，避雷器放电计数器是否动作。
40.3)暴雨天气时，检查站内外排水情况，周围是否有洪水、滑坡、泥石流、塌陷等自然灾害的隐患。
41.4)大雾天气时，检查瓷瓶、套管有无放电现象，并应重点监视污秽瓷质部分有无放电现象。
42.5)下雪天气时，根据积雪检查各接点的发热情况，并及时处理积雪和冰柱。
43.6)发生近距离短路故障后，检查变压器各侧套管接头有无异常。
44.7)主变满负荷或过负荷运行时，应加强巡视。
45.二、有载分接开关的巡视检查项目
46.1、有载分接开关的分接指示器指示是否正确，电压指示是否在规定电压允许偏差范围内。
47.2、控制器电源指示灯是否正常。
48.3、分接开关储油柜的油位、油色及其干燥剂是否正常。
49.4、分接开关及其附件各部位有无渗漏油。
50.5、计数器动作是否正常，能否及时记录分接变换次数。
51.6、电动操作箱门关闭是否严密，防潮、防尘、防小动物措施是否良好。
52.三、真空断路器的巡视检查项目
53.1、分、合闸位置指示是否正确，与实际运行位置是否相符。
54.2、断路器及重合器指示灯是否正确。
55.3、支柱绝缘子及套管有无裂痕或放电现象。
56.4、引线驰度是否适中、接触是否良好，试温蜡片有无融化。
57.5、断路器支架接地是否完好。
58.四、sf6断路器的巡视项目
59.1、每日定时记录sf6气体压力。
60.2、断路器各部分有无异音(漏气声、震动声)。
61.3、套管有无裂纹或放电声。
62.4、引线驰度是否适中、接触是否良好，试温蜡片有无融化。
63.5、分、合闸位置指示是否正确，与实际运行位置是否相符。
64.6、断路器支架接地完好。
65.五、油断路器的巡视检查项目
66.1、分、合闸位置指示是否正确，与实际运行位置是否相符。
67.2、油色、油位是否正常，有无渗漏油痕迹，放油阀关闭是否紧密。
68.3、排气管是否完好、有无喷油现象。
69.4、表面是否清洁，各部件连接是否牢靠，有无发热变色现象。六、弹簧操动机构的巡视检查项目
70.1、机构箱门是否平整、开启灵活、关闭紧密。
71.2、储能电动机的电源刀闸或熔丝接触是否良好。
72.3、检查分、合闸线圈有无变色、变形或异味。
73.4、断路器在分闸备用状态时，合闸弹簧是否储能。
74.5、各辅助接点、继电器位置是否正确。
75.七、电磁操作机构的巡视检查项目
76.1、机构箱门是否平整、开启灵活、关闭紧密。
77.2、检查分、合闸线圈及合闸接触器有无变色、变形或异味。
78.3、直流电源回路接线端子有无松脱、锈蚀。
79.八、隔离开关的巡视检查项目
80.1、绝缘子是否完整无裂纹、无放电现象。
81.2、机械部分是否正常。
82.3、闭锁装置是否正常。
83.4、触头接触是否良好，接触点是否发热，有无烧伤痕迹，引线有无断股、折断现象。
84.5、接地刀闸接地是否良好。
85.九、电容器的巡视检查项目
86.1、检查三相电流表是否平衡，有无不稳定或激增现象，各相差应不大于10％。
87.2、放电线圈及三相放电指示灯是否良好。
88.3、电容器分档刀闸位置是否正确。
89.4、电容器内部有无放电声；外壳有无鼓肚、渗漏油现象；瓷套有无裂纹、闪络痕迹。
90.5、电容器油位是否在允许范围内。
91.6、电容器内部连接线是否牢固可靠，。
92.7、电容器避雷器是否完好，外壳接地是否良好。
93.十、互感器、耦合电容器的巡视检查项目
94.1、互感器套管支柱绝缘子是否清洁，有无放电痕迹。
95.2、瓷件是否完好，无裂纹损坏。
96.3、接头是否牢固、无过热变色现象。
97.4、充油式互感器油位是否在允许范围内。
98.5、外壳接地是否良好。
99.十一、防雷设施的巡视检查项目
100.1、避雷器正常巡视项目
101.1)瓷质、法兰部分有无破损、裂纹及放电现象；硅橡胶外壳表面是否有老化、裂纹等痕迹。
102.2)检查放电计数器是否动作，外壳有无破损。
103.3)检查引线是否牢固，接地是否良好。
104.4)避雷器内部有无异常声响。
105.2、特殊天气的防雷设施巡视项目
106.1)大风天气时，检查避雷针的摆动情况。
107.2)雷雨后，检查放电计数器动作情况。
108.3)检查引线及接地线是否牢固，有无损伤。
109.十二、母线的巡视检查项目
110.1、各接头部分是否接触良好。
111.2、检查软母线是否有断股、散股现象；硬母线有无机械损伤。
112.3、接地故障后，检查瓷瓶表面是否有放电痕迹。
113.4、大雪天应检查母线的积雪及融化情况。
114.5、雷雨后，应检查绝缘子是否有破损、裂纹及放电痕迹。
115.十三、阻波器的巡视检查项目
116.1、检查引线有无断股、接头有无放电现象。
117.2、阻波器上有无搭挂物。
118.十四、电力电缆的巡视检查项目
119.1、电力电缆头是否清洁完好，有无放电发热现象。
120.2、检查电缆沟有无积水、盖板有无破损、放置是否平稳、沟边有无倒塌现象。
121.3、检查电缆终端防雷设施是否完好。
122.4、检查电力电缆外壳、外皮等接地是否良好。
123.十五、微机保护装置的巡视检查项目
124.1、保护装置自检试验时，动作信号是否正确。
125.2、运行监视灯指示是否正确。
126.3、保护装置是否有装置故障的告警信号。
127.4、检查液晶显示信息量(如电压、电流、功率一次值，保护投入情况等)是否正确。
128.5、检查保护装置显示时间是否正确。
129.十六、微机监控装置的巡视检查项目
130.1、检查后台机(含ups装置)运行是否正常。
131.2、检查主菜单中各个子菜单(功能开关)是否完备，检查有关数据显示是否正确。各遥测、遥信量是否正确无误。
132.3、后台打印机工作是否正常，打印纸安装是否正确，数量是否足够。
133.4、检查或维护过程中，严禁更改后台机的参数、图表及实时数据。禁止退出监控系统。
134.十七、直流电源装置的巡视检查项目
135.1、检查蓄电池电压值，连接片有无松动和腐蚀现象，壳体有无渗漏和变形，绝缘电阻是否下降。
136.2、对铅酸、镉镍蓄电池组，检查每只蓄电池的液面高度，看有无漏液，若液面低于下线，应补充蒸馏水，调整电解液的比重在合格范围内。
137.3、对充电装置，检查三相交流电压是否平衡，运行噪声有无异常，交流输入电压值、直流输出电压值、直流输出电流值等表计显示是否正确，正对地和负对地的绝缘状态是否良好。
138.4、检查直流电源装置上的各种信号灯、声响报警装置是否正常。
139.十八、小电流接地微机选线装置的巡视检查项目
140.1、检查各指示是否正确无误。
141.2、检查打印机电源指示灯是否完好，打印纸安装是否正确，数量是否足够。
142.3、运行指示灯是否正常，自检功能是否完好。
143.根据以上所巡检的项目，本发明的方法基于整体的数据处理系统实现，系统中包括了至少一个变电站，实际实施中可以是多个变电站，每个变电站都进行了编号，同时每个变电站配备一个变电站数据采集单元，变电站数据采集单元采集当前变电站的数据信息，发送给变电站数据处理单元，变电站数据处理单元即带有cpu和数据存储单元的智能设备，变电站数据处理单元可以进行数据的识别、提取以及判断，如果有需要，还可以实现将变电站数据上报给后台服务器，有利于管理人员进行整体系统的监测。其中变电站数据采集单元可以采用zigbee无线采集方式。
144.系统的处理方法中，智能设备的数据存储单元包括历史数据存储单元和当前数据录入暂存单元，其中智能设备可以是计算机、智能手机或智能平板电脑。在此基础上，
145.a、对历史数据存储单元进行初始化，所述的历史数据存储单元中的历史数据包括试验数据和巡视数据，录入历史数据并对应每一个历史数据进行设定阈值范围；
146.b、cpu将当前数据录入暂存单元录入的数据与历史数据存储单元设定的阈值范围进行比较，如果在阈值范围内，直接进行下一步骤，如果超出阈值范围，则进行提醒告警，所述的告警方式包括声音报警和深色字体闪亮两种方式；
147.c、将当前数据录入暂存单元中未超出阈值范围内的数据转存到对历史数据存储单元，完成处理过程。
148.步骤a中，录入历史数据的方式为采用引导程序将表格中的数据导入到历史数据存储单元。
149.依据变电站巡回检查以及定期切换试验的相关制度中规定：
150.例行巡视，一类变电站每2天不少于1次；二类变电站每3天不少于1次；三类变电站每周不少于1次；四类变电站每两周不少于1次。
151.全面巡视，一类变电站每周不少于1次；二类变电站每15天不少于1次；三类变电站每月不少于1次；四类变电站每两月不少于1次。
152.下面举出具体实施例来说明本发明的技术方案。
153.针对试验项目：
154.涉及到的试验项目包括电力变压器的绕组直流电阻测量、变比测试误差测量、介质损失角测量、一分钟直流泄漏测量、短路阻抗测量、低电压空载、电力变压器有载分接开关切换、绝缘电阻、介质损耗试验、外施耐压试验、耐压后绝缘电阻测量等主变试验；
155.绝缘电阻及吸收比、极化指数测量、变压比误差及联结组别测量、绕组直流电阻测量、抵押空载及短路试验、绕组及套管的工频耐压试验等站用变试验；
156.绝缘电阻及耐压试验、导电回路接触电阻测试、操作线圈及其动作电压测试、机械特性时间测试、微水测试及密封性试验等sf6断路器试验；
157.绝缘电阻、导电回路电阻、分合闸时间同期测量、动作电压等35kv断路器试验；
158.绝缘电阻、变比测试、二次线圈直流电阻、极性检查、励磁特性试验、耐压试验等110kv主编电流互感器试验；
159.绝缘电阻测量及工频耐压试验、极性检查、电流比检查及二次直阻测量、励磁特性、一次直流电阻测量等110kv干式电流互感器试验；
160.绝缘电阻、电流比检查及二次直阻测量、极性及一次直流电阻测量、励磁特性、耐压试验、局部放电测试等35kv电流互感器试验；
161.绝缘电阻、电流比检查及二次直阻测量、极性及一次直流电阻测量、励磁特性、耐压试验等零序流变试验；
162.绝缘电阻、介损及交流耐压试验、直流电阻测量、极性检查、变比检查、励磁特性及空载损耗试验等电磁式电压互感器试验；
163.绝缘电阻、一次和二次绕组直流电阻、局部放大试验、变比误差、励磁特性及空载损耗、工频交流耐压等35kv母线压变试验；
164.绝缘电阻测量、交直流泄漏电流及参考电压测量、放电计数器及漏电电流表检查、持续运行电压下全电流阻性电流测试、避雷器检测器测试等氧化锌避雷器试验；
165.剧院电阻测量、导电回路电阻测量的高压隔离开关试验；
166.名牌及安装位置、试验日期及电器情况、电容量及绝缘电阻测量等电容器试验；
167.支柱绝缘子绝缘电阻测量及工频耐压试验、绕组电流电阻及电感测量等干式电抗器试验；
168.绝缘电阻测量及耐压试验，两端相位一致与电网相位一致性等电力电缆试验；
169.接地电阻测试及导通实验、gis回路电阻测试试验、gis微水测试试验等等。
170.针对巡视工作：
171.对变压器进行检查油温和温度计指示是否正常、套管油位是否正常、套管外部有无破裂损纹、变压器音响是否正常、各冷却器手感温度是否相近、水冷却器的油压是否大于水压、引线电缆母线有无发热现象、压力释放器安全气道防爆膜是否完好、有载分接开关的分接位置是否正常、气体继电器内有无气体等；
172.对真空断路器检查断路器分合位置是否正常、支持绝缘子无裂痕及放电异响、真空灭弧室是否异常、引线接触部分是否过热；
173.对成套开关柜检查柜体封闭是否良好、接地牢固是否可靠、柜内照明加热器储能回路是否正常完好、sf6气压是否在额定气压内、所有信号指示灯是否显示正确、所有连接、切换压板是否正确、仪表外壳是否正常、操作电压工作是否正常；
174.对直流系统检查直流母线电压是否正常、浮充电流大小是否正常、正负极对地电压是否正常、充电机装置各表计是否正常、各元器件是否积尘、过热、跳火、异声异味、蓄电池贵通风是否良好、蓄电池外壳是否损伤；
175.对隔离开关检查绝缘子是否清洁、完整，引线是否松动、接头接点是否松动、隔离开关是否锈蚀、接地是否良好；
176.对电压互感器检查瓷套是否完好、街头是否发热发红、电压互感器是否渗油漏油、电压互感器油位是否正常、电压互感器端子箱熔断器和二次空气开关是否正常、电容式电压互感器二此电压是否正常；
177.对电流互感器检查油位油色是否正常、外壳是否完好、呼吸器是否畅通、外壳及二次回路接地是否可靠；
178.对避雷器检查瓷套、法兰是否完整、内部是否存在异常响声、动作记录器是否完
好、引线是否断股或烧伤、接头是否牢固、接地引线是否连接可靠无锈蚀，避雷器与避雷针是否出现摆动、放电记录器的动作情况；
179.对电容器检查是否膨胀、喷油、渗漏，瓷质部分是否清洁，有无放电情况，接地线是否牢固，串联电抗是否完好。
180.对操动机构检查机构箱门是否关好，断路器在分闸状态时绿灯亮，在合闸状态时红灯亮，断路器的实际位置的指示器及红绿灯指示应相符，电磁式操动机构还应检查合闸熔断器是否完好；
181.对液压机构式操动机构检查压力表指示，外部通道是否漏油、漏气，电机电源回路是否完好；
182.对电磁式操动机构检查直流合闸母线电压是否正常，合闸线圈通电流时段子电压是否正常，合闸线圈及合闸接触器线圈是否完好；
183.对弹簧式操动机构检查弹簧状况是否良好，在分闸状态下合闸弹簧的储能是否正常；
184.对sf6断路器检查引线及节点是否有烧伤和短路现象，瓷套有无破损，sf6气体压力是否正常，各个连接处是否有漏油现象，分合闸电器和机械指示装置三相是否一致正确，操作机构压力是否正常或是否有渗漏油情况，断路器操作计数器动作是否正确；
185.对电容器检查设备声音是否正常，有无异味异响，有无渗漏油现象，外壳是否完整无变形，油温油位指示是否正常；
186.对母线检查接头有无发热，温度是否正常，接地装置连接扁铁是否锈蚀断裂，导线和金具是否可见电晕，相色漆是否脱落，金具及支柱绝缘子是否完好；
187.对电缆及电缆沟检查盖板是否完整无缺，沟道内是否积水或杂物，电缆支架是否牢固可靠无锈蚀，电缆深处地面的防护措施是否完好可靠，电缆的各种标志是否丢失或脱落，引线接触是否良好无发热；
188.以及对并联电抗器、gis设备、空气断路器等所有设备的状态进行检查。
189.以其中一个设备为例，具体的处理方法步骤如下：
190.试验项目，
191.a.针对以上的不同设备类型的不同试验项目的不同试验数据值配置系统阈值，例如，主变压器的油中溶解气体试验包含的试验数据值共八项(氢气、甲烷、乙烷、乙烯、乙炔、一氧化碳、二氧化碳、氧气、氮气、总烃)，分别对每一项设置阈值。
192.b.将现有存量数据拆分成结构化数据格式存储；
193.c.现场试验时自动将现场试验设备与存量数据进行匹配，将最新一次试验数据作为此次试验的定值对应到具体的试验数据定值处，用定值与此次试验数据值进行计算判断该设备运行状态；
194.d.现场试验时，当采集的试验数据值超过提前配置的试验数据阈值，对设备进行预警提醒；
195.巡检项目：
196.a.对不同设备类型的不同巡视类型，巡视要点不同，需要抄录的数值亦不同，需提前对抄录数值的值配置系统阈值，例如主变压器的周期巡视需抄录油温，即对主变油温进行阈值配置；
197.b.现场巡视时自动将现场巡视设备与上一次巡视数据进行匹配，作为参考数值；
198.c.现场巡视时，当巡视抄录的数据值超过提前配置的试验数据阈值，对设备进行预警提醒。