互联网+VFTO智能测量平台

互联网+VFTO智能测量平台

王彦金

(WAYAJ智能制造工作室  武汉  430074）

摘要：为了贯彻工信部装【2015】72号文件精神，配合<输配（变）电设备智能制造成套装备>专项工作，本文利用VFTO研究成果和智能制造技术相结合；构架一个互联网+VFTO智能测量平台；利用该平台，能迅速和有效研制集B类冲击波的产生、控制及测量为一体的试验装置；通过该试验装置对110kV GIS用电压互感器进行了传递过电压试验，试验结果分析表明，该B类冲击波测控装置能够满足IEC及国家标准要求。

关键词：互联网；VFTO；GIS；智能制造；智能测量；传递过电压；试验装置

0 引言

当今世界上的发达国家的重型装备制造业，在20世纪40～80年代，曾十分显赫，但至今各国均以机械制造业为载体，逐渐步入以现代服务业为重心的后工业化社会和知识经济时代，把重型机械制造业向“大制造业”方向发展，其涉及的概念和领域正逐渐发生着巨大的转变和整合。

国家发展改革委、财政部、工业和信息化部决定2011年开始组织实施智能制造装备发展专项， <输配（变）电设备智能制造成套装备>专项列入2014年实施智能制造装备发展专项^[1-3]。

特快速瞬态过电压（very fast transient over voltage，VFTO）在电力系统的产生、传递、危害和预防是一项电网安全工程。在国内外，科研院所和高等学府对VFTO的起因、特性、危害和预防进行大量的研究工作^[4-9]。2003年，首次在实验室进行VFTO的产生、控制、测量和传递的实验工作；并完成电力互感器传递过电压测量检测项目。2013年构建基于Lab VIEW8.6的毫微秒冲击高电压发生器的设计平台；2014年组建WAYAJ智能制造工作室，将原设计平台升级为互联网+特快瞬态过电压（VFTO）智能测量平台（以下简称《互联网+VFTO智能测量平台》）。该平台为电压互感器的传递过电压测量试验、特快速瞬态过电压（VFTO）测量、智能化变电站 VFTO实时监测的工程，提供了应用开发工具^[10-13]。

为了满足输配（变）电设备智能制造和智能变电站的要求，本文利用VFTO研究成果和智能制造技术相结合；构架一个互联网+特快瞬态过电压（VFTO）智能测量平台；该平台，能迅速和有效研制集B类冲击波的产生、控制及测量为一体的试验装置；通过该试验装置对110kV GIS用电压互感器进行了传递过电压试验，试验结果分析表明，该B类冲击波测控装置能够满足IEC及国家标准要求。

1       互联网+VFTO智能测量平台基本配置

互联网+VFTO智能测量平台基本配置如图1。

图1     互联网+VFTO智能测量平台基本配置

智能测量平台基本配置介绍：采集卡NI-PCL5114(A1) 和采集卡NI-PCL5152(A2) 装入工控机(A7)内，用来测量互感器（A6、A7）的VFTO传递特性；互感器（A6、A7）由工厂(A9) 生产，运行于变电站(A10) 。由直流电源(A2) 、数字I/ONI-PCL6501(A3) 和干簧继电器(A4) 组成VFTO的波形发生器。

B10和B11—  互感器厂和变电站互联智能终端。

2   互联网+VFTO智能测量平台网络结构

互联网+VFTO智能测量网络结构如图2所示。由网络结构图可知，分为内网和外网。

内网为电压互感器厂的网络结构，用无线WIFI网，图中红线所示，含蓋工厂的中心层(B1)、管理层(B1)、计划层(B1)和生产层(B1) ；B表示代同步云盘智能终端。

图2    互联网+VFTO智能测量网络结构

外网为电压互感器厂(A2)、变电站(A2)和第三方论证机构(A2)组成工业互联网，用internet网，图中黑线所示，A表示代异步云盘服务器。

3       VFTO智能测量大数据云

VFTO智能测量大数据分为三类：VFTO智能测量的波形、VFTO智能测量的报告和VFTO智能测量的仪器；其样板为图3—5。

图3—VFTO智能测量的波形

图4—VFTO智能测量的报告

图5—VFTO智能测量的仪器

4          智能化变电站VFTO实時监测系统

智能变电站 VFTO实時监测系统的功能如图6所示

图6   智能变电站 VFTO实時监测系统

智能变电站 VFTO实時监测系统的功能：VFTO的数据中心(C1) 通过工业互联收集互感器厂(A1)、第三方论证机构(A2)和变电站(A3)的VFTO的数据。变电站VFTO实時摸拟系统，根据数据中心(C1) 和变电站(A3) 的运行参数；给出理想VFTO的数据并发送到智能分析器(C4)和来自变电站(A3) 数据进行比对。处理器(C3)

根据智能分析器(C4) 的判断，给变电站(A3) 中互感器作运行正常、更换和检修的提示。

互感器(A3)和变电站(A3) 的采集波形样本如图7所示。

a)互感器(A1)的采集波形样本        b) 变电站(A3) 的采集波形样本

图7    互感器(A1)和变电站(A3) 的采集波形样本

5   现场成果

 1) 110kV GIS用电压互感器试验現场 和结果

  110kV GIS用电压互感器试验试验現场和结果如图8。    

a現场实拍图片                  b试验波形  

图8    110kV GIS用电压互感器试验現场  

2)          互联网+VFTO智能测量网络摸拟试验现场

一对一传送的摸拟试验现场如图9，其结果如图10。

A   Ax智能终端現场实拍图片         b GIS用电压互感器试验現场实拍图片

图9    一对一传送的摸拟试验现场

图10    Ax智能终端現场的结果

6   结论 互联网+VFTO智能测量平台是基于VFTO研究成果和智能制造技术相结合的结晶；利用该平台能方便、快速研制互感器的传递过电压测量试验装置。通过电压互感器试验現场表明，该试验装置能满足《GB20840.1-2010》标准要求。利用互联网+VFTO智能测量平台，国内首次在实验室进行VFTO的产生、控制、测量和传递的实验工作；并能迅速、准确的完成特快速瞬态过电压（VFTO）分析和二次处理，为智能变电站 VFTO实时监测提供了一套完备而系统的方案。

参考文献

[1] 工业和信息化部关于《2015年智能制造试点示范专项行动实施方案》

[2] 工业和信息化部 启动2015年智能制造试点示范专项行动

[3] 工业和信息化部关于开展2015年智能制造试点示范专项行动的通知.pdf

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[12]  王彦金，王巍.GIS电压互感器传递过电压试验研究 .中国工控网[论文].2014- 06- 09.

[13]  王彦金，王巍. 电容式电压互感器传递过电压测量试验研究 .中国工控网[论文].2014- 08- 02.

王彦金，高级工程师，长期从事电力设备质检工作和试验仪的研制，现任gongkong认证专家，从事《智能制造论坛》服务平台工作。

E-mail  ：1529617254@qq.com