智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統

汪希偉，李 超，郭啟偉，孫 巖

(國網山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統

汪希偉，李 超，郭啟偉，孫 巖

(國網山東省電力公司檢修公司，山東 濟南 250118)

隨著智能電網建設以及繼電保護設備智能化程度的不斷提高，繼電保護狀態監測與故障診斷相關研究已經取得進展。介紹了智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統的總體設計方案及功能模塊定義。該方案在投運的智能變電站進行了工程化應用，提高了智能變電站繼電保護的運維和檢修水平。

智能變電站；繼電保護；狀態監測；故障診斷

0 引言

近年來，智能變電站的廣泛建設以及計算機技術和通信技術的發展，為繼電保護系統的狀態監測和故障診斷提供了良好的基礎條件?；贗EC-61850標準的智能變電站“三層兩網”結構體系，將常規變電站中傳統的不可在線監測的二次電纜變成了可在線監測的光纖網絡。同時，基于該標準的IED(Intelligent Electronic Device，智能電子設備)設備(繼電保護、合并單元、智能終端、安全自動裝置、交換機)模型構建，使得對保護裝置、合并單元、智能終端、安全自動裝置及交換機關鍵信息的監視能力越來越強，為智能變電站繼電保護狀態監測和故障診斷提供了良好基礎。下面介紹了智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統的設計方案，該系統由長園深瑞繼保自動化有限公司研制，并在某500 kV智能變電站中實現了工程應用。

1 繼電保護狀態監測與故障診斷系統

1.1 功能定位

智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統可實現繼電保護SCD(Substation Configuration Description，系統配置描述)模型文件管理、狀態監測、二次系統可視化和智能診斷功能。信息采集范圍涵蓋合并單元、保護裝置、智能終端、安全自動裝置、過程層交換機、站控層交換機及構成保護系統的二次連接回路。

該系統基于SCD文件，以直觀的方式將智能變電站保護系統的運行狀況反饋給變電站運維人員和繼電保護專業檢修人員，為智能變電站二次系統的日常運維、檢修、異常處理及電網事故智能分析提供決策依據。

1.2 體系構架

該智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統的邏輯結構如圖1所示。

該智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統由部署在變電站端的繼電保護狀態監測與故障診斷裝置和部署在調度端主站系統的繼電保護狀態監測模塊共同完成。

變電站端的繼電保護狀態監測與故障診斷裝置，由數據采集單元和數據處理單元組成。數據采集單元通過過程層網絡獲取過程層設備數據；數據管理單元從數據采集單元和站控層網絡獲取數據并進行分析處理，實現狀態監測和故障診斷功能，并將診斷信息上送至調度端。

調度端的繼電保護狀態監測模塊集成于調度端主站軟件系統，作為一個獨立的功能模塊。

1.3 功能實現

1.3.1 繼電保護SCD模型文件管理

該系統通過全站SCD模型文件獲取過程層虛回路與軟壓板邏輯關系描述、調度命名和一二次關聯關系、二次回路虛端子連接、通信參數、二次回路狀態監測信息、過程層網絡拓撲配置等信息。當繼電保護SCD模型文件變更后，數據管理單元通過裝置過程層虛端子配置CRC(Cyclic Redundancy Check，循環冗余校驗)與繼電保護SCD模型文件相應CRC進行在線比對，實現SCD變更提示，并界定SCD變更產生的影響范圍，將影響范圍定位到IED。

圖1 智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統邏輯結構

1.3.2 繼電保護及二次回路狀態監測

該系統接收合并單元、智能終端、保護裝置、交換機上送的信息，并進行分類管理、存儲；通過直接采集過程層網絡報文，對網絡通信狀態進行實時監視與分析。

1.3.3 繼電保護故障智能診斷

(1) 監測預警。根據裝置的硬件級告警信息、監測信息及其他巡檢信息對裝置硬件的運行狀態進行評估，并根據監測信息的統計變化趨勢進行故障預警。用于監測預警的裝置硬件級信息包括：

① 裝置溫度；

② 裝置電源電壓；

③ 裝置過程層端口發送／接收光強和光纖縱聯通道光強；

④ 裝置差流。

(2) 故障定位。根據監測信息實現裝置硬件異常的故障定位。用于故障定位的監測信息包括：

① 裝置光纖接口監測信息；

② 裝置鏈路異常告警信息；

③ 裝置報文。

(3) 繼電保護系統可視化。變電站端實現交流回路、跳閘回路、合閘回路、失靈啟動回路、閉鎖回路、軟壓板狀態及功能描述的圖形化顯示。調度端實現保護裝置內部動作邏輯、動作時序、故障量及保護定值的圖形化顯示。

2 工程應用

在2016年投運的某500 kV變電站中，投運了智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統。該系統架構如圖2所示。

圖2 繼電保護狀態監測與故障診斷系統

繼電保護狀態監測與故障診斷系統的實施流程如下：

(1) 通過配置工具導入全站SCD文件，將在線監測信息提取、錄入數據庫，建立繼電保護狀態監測模型；

(2) 通過畫圖工具繪制變電站主接線圖、保護裝置屏柜運行圖、保護裝置詳細運行信息圖、裝置網絡鏈路圖、虛端子圖和網絡拓撲圖；

(3) 通過過程層交換機接收保護裝置、智能終端、合并單元和交換機的監測信息；

(4) 通過站控層交換機接收裝置的遙信量、遙測量以及MMS(制造報文規范)報告；

(5) 通過配置典型操作票和二次工作安全措施票，實現對裝置檢修操作正確性和對隔離措施實施結果的確認。電保護信息遠程在線化支持，解決“電網發展增速、人員提質增效”要求與現實的矛盾，具有重要意義。

1 文繼鋒，盛海華，周 強，等．智能變電站繼電保護在線監測系統設計與應用[J]．江蘇電機工程，2015，34(1)：21-24.

3 結束語

智能變電站繼電保護狀態監測與故障診斷系統項目的開展，最大限度提高了保護設備的利用率，有效減少了設備停電時間，降低了繼電保護“三誤”事故發生的概率，提高了變電站繼電保護系統的運行可靠性，保證了電網的安全穩定運行；對實現繼

國網公司要求全面做好2017年防汛工作

2017-03-24，國家電網公司印發《關于全面做好2017年防汛工作的通知》，要求各分部、各省(自治區、直轄市)電力公司、相關直屬單位全面做好2017年防汛工作，確保汛期電力設施的運行安全。

今年，我國氣候形勢復雜，氣候狀況總體偏差，極端氣象水文事件可能多發，區域性暴雨洪水可能重發，防汛工作形勢嚴峻。公司提出，2017年防汛工作總體目標是，確保水電廠及大壩不垮壩、不漫壩、不水淹廠房；確保換流站、重要變電站和輸電設施安全度汛；確保不發生涉水觸電人身傷亡和搶險救災過程中的人身傷亡。

各單位要堅持“安全第一、常抓不懈、預防為主、全力搶險”原則，全面加強組織領導，健全防汛組織體系，落實企業主要行政負責人為核心的各級防汛工作負責制，做到組織到位、管理到位、責任到位、措施到位，推進防汛工作扎實開展，確保電力設施安全度汛及全年防汛工作順利完成。

公司提出，積極推動防汛工作向系統化、專業化、規范化、常態化轉變，將防汛工作與運檢、營銷、建設等專業管理有機結合，進一步加強防汛相關規程、標準、制度等建設。各單位要結合政府防汛部門年度防汛工作方案，制定針對性的電力設施應急預案；提早做好防汛應急物資儲備，配足必要的搶修設備、備品配件等防汛搶險物資，大力提升電力設施技防水平；加大防汛物資儲備，積極推進“大云物移”等現代技術應用，提高監測預警能力，進一步提升防汛減災能力。

4月20日前，各單位要對發輸變配電設施、水電廠及大壩、在建工程等進行一次全面的防汛自查，重點檢查水電廠、在建工程及水毀頻率高的電力設施度汛安全隱患，往年防汛隱患整治情況、應急預案的修訂完善情況及防汛物資補充更新情況等。針對防汛檢查出的問題和隱患，要抓緊制定治理方案及措施，汛前務必完成，保證安全度汛。

（來源：國家電網報 2017-03-31）

2016-07-11；

2016-11-02。

汪希偉(1981—)，男，工程師，主要從事繼電保護工作，email：276964876@qq.com。

李 超(1981—)，男，工程師，主要從事繼電保護工作。

郭啟偉(1985—)，男，工程師，主要從事繼電保護工作。

孫 巖(1992—)，男，工程師，主要從事繼電保護工作。