导 语
2024年10月18日，在“第5届电力人工智能大会暨第3届电力行业数字化转型大会”上，第3届“智创奖”电力数智化转型技术创新应用评选结果公布。
中国南方电网有限责任公司超高压输电公司柳州局凭借其“一种基于WAPI网络数据传输的电压互感器二次回路N600接地线微小电流采集传感器”案例，获得“变电智能运检创新应用案例奖”。
创新点
本项目研制的一种基于WAPI网络数据传输的电压互感器二次回路N600接地线微小电流采集传感器，其具备三大创新点：
01
本装置可实现远程查看和抄录电压互感器N600接地线等设备的实时电流，还可定时存储电流大小、当天天气情况、温湿度情况，并可将存储的历史数据导出，结合起来进行科学分析。
同时具有实时显示N600入地电流且当N600接地线电流值大于50mA时可发送报警短信给运行人员，这样就可大大避免出现电压互感器运行过程中N600接地线电流值已经超过50mA但是并未被发现的情况，当发生报警时及时通知保护人员进行专项检查，减少因保护用电压互感器二次回路多点接地引起保护误动的可能性。
02
该装置的应用可大量减轻变电站运维人员的工作负担，提高工作效率，也符合实现主网变电设备状态监测的趋势，实现变电设备的实时监测、告警及预警信息发布，提前发现设备缺陷，避免潜在的二次回路故障或保护误动作对社会产生的经济损失，具有很强的实用性和推广性。
03
可将数据通过WAPI网络回传至规约转换器，而规约转换器最终将WAPI网络数据传送至监控后台，增加WAPI网络生产应用场景。
应用成效
本装置搭建的样机，实验图如下：
图：样机
其中本装置的PCB如图所示：
经过实验测试，得出N600的实验数据如下：
表：N600电流测试数据
经过实验数据看一看出，测试的结果和标准数据差异最大为0.13%，最小为0.105，平均值为0.115%，满足现场精度需求。
通过使用该装置，有以下两点优势：
1
可实现在监控后台实时显示N600接地线电流值、铁芯夹件电流值；
2
可利用站内WAPI网络进行数据传输，实现移动端接收器查看和抄录N600接地线电流值、铁芯夹件电流值。
因此，采用本装置能够实时采集电压互感器二次回路N600接地线的微小电流（可拓展采集变压器铁芯夹件等设备的微小电流），并能将这些信息通过WAPI网络在定制的移动终端进行呈现，可实现远程查看和抄录相关设备的实时电流值，提高工作效率，减少人力资源投入。
技术路线
本案例是研制一种变电站电压互感器二次回路多点接地预警装置，该装置安装于N600接地线上，实时检测地线上的电流数值，转换成开关量、电流模拟量、WAPI无线数据量。以下为本装置的系统框架：
图：系统框架示意图
如上图所示，完整的系统包含传感器、采样放大电路，单片机、WAPI终端模组以及后端的WAPI接入点、鉴权服务器、规约转换器，以及最终的电网后台。
经过一系列的转换，电网后台即可实现监控N600的在线数据，且不需要对底层设备进行改动，节约成本的同时，提高了工作效率，改变了传统的工作运维逻辑。
应用场景
电力行业变电站中电压互感器二次回路N600接地线电流值巡检是必要的维护工作之一，相关电网企业规程有如下两点要求：
1
运行中的变电站需每半年进行一次N600接地线电流值的测试，并做好数据记录。若新测量的电流值超过大于上一次测量值 20mA时，应立即进行专项检查，确保电压互感器二次回路仅一点接地。对于各电压等级 N600分别接地的情况，每个接地点均应测试；
2
电压互感器更换或其二次回路有工作，恢复运行接线后必须对N600接地线电流进行测试并记录数据。
目前采用人工测量的两种运维方式工作量较大且效率较为低下，也不符合变电站值守少人值守、无人值守的趋势。且均存在监视死区。如果发生保护用电压互感器二次回路已经多点接地则很容易导致保护误动，因此对N600接地线电流进行实时监控具有重要意义。
本案例研制的一种基于WAPI网络数据传输的电压互感器二次回路N600接地线微小电流采集传感器。
该装置应用场景可适用于所有220kV及以上变电站对电压互感器二次回路N600接地线电流值巡检。并且其功能如下：
1
对全站电压互感器二次电压回路的N600电流值进行实时监测；将数据实时传输至变电站内监控后台对数据进行实时显示和存储，可对同一电压互感器绕组的N600电流值设置历史曲线图；
2
对电压互感器二次电压回路多点接地故障进行定位至具体电压互感器具体绕组；
3
按照预定设置条件监测到N600电流值大于50mA时可联通监控后台发出报警信息，同时发出报警音响；
4
本系统可拓展测量变压器铁芯夹件电流值，实现一系统多用的功能。
典型经验和推广前景
01
案例推广经济效益分析
本项目研制的装置可提升N600接地线电流值检查、抄录工作的效率。单个装置可作为传感器组建全站电压互感器二次回路多点接地预警系统，可及时发现安全隐患，避免潜在的二次回路故障或保护误动作对社会产生的经济损失。
以500kV变电站规模化应用为例，保守估计以微小交流转直流变送装置组建的全站电压互感器二次回路多点接地预警装置及系统规模化应用后一年至少可减少电压互感器二次回路多点接地1次，可预防二次电压回路多点接地引起的保护误动导致输电线路停运带来的经济损失。
02
案例推广运维效益分析
1、可实现远程查看和抄录电压互感器N600接地线等设备的实时电流值，提高工作效率，减少人力资源；
2、可利用站内wapi网络进行数据传输，增加wapi网络生产应用场景。
3、单个装置可作为传感器组建全站电压互感器二次回路多点接地预警系统，可及时发现安全隐患，避免潜在的二次回路故障或保护误动作对社会产生的经济损失。
本装置的发明，有效降低了保护误动、设备损坏等风险，保障了工作人员的生命安全，极大改善了员工作业环境，提高了人工机效。
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