智能變電站二次設備的狀態監測技術

羅平+李佑光

摘 要：在智能變電站系統中應用了大量的二次設備，如果設備發生故障，則會影響系統運行的安全性，因此，加強設備狀態監測技術具有必要性。現階段，智能變電站二次設備狀態監測主要借助信息技術，通過對交換機設備進行狀態監測來搜集信息數據，利用模糊綜合評價法來分析設備運行狀態，進而采取有效的措施避免設備故障的發生。

關鍵詞：智能變電站；二次設備；狀態監測；信息共享

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.018

智能變電站二次設備狀態監測技術的發展速度較快，超聲波局部放電檢測技術的成功應用極大程度上提升了電網設備監測水平，為智能變電站設備狀態監測網建設提供了新的技術支撐。此技術經過實際應用，通過檢測開關柜內的超聲波局部放電信號，分析檢測圖譜，進而及時發展尖端放電情況，經過處理后，避免設備發生重大事故，取得了不錯的應用效果。

1 智能變電站二次設備狀態監測

智能變電站自動化系統架構組織主要分為過程層、站控層以及間隔層，利用通信技術與數據采集技術等，實現了自動化控制與監測運行。智能變電站可以實現二次設備狀態信息采集。隨著信息共享程度的不斷提高，使得監測功能不斷拓展，主要監測包括交換機狀態、智能組件跳合閘、通信狀態等。

2 狀態監測的主要內容

2.1 交換機狀態

智能變電站的主要技術特點是通信網絡化，智能變電站利用間隔層，借助網絡方式，實現了與智能終端通信以及合并單元通信，實現了數據的實時采集。智能變電站自動化系統是基于通信網絡建設的，因此，對交換機狀態進行評估有著現實意義。對交換機狀態的監測評估多采取模糊綜合評價法來定量化處理。如果結果異常，則會及時告警并且提示，在通信網絡影響系統運行前，及時將安全隱患消除。

2.2 智能組件跳閘回路

在智能變電站二次設備狀態監測中，智能組件跳閘回路定檢是主要內容。為了避免保護出口跳閘回路發生觸點粘連以及失效等問題，在設計智能變電站自動化系統時，將后臺監控系統與智能組件連接，以實現跳閘觸點定檢告警。基于硬件軟件化，改進操作箱功能，進而實現在線監測以及離線定檢。當開關處于合位時，能實現在線監測，監測定位跳閘回路。當開關處于分位時，變電站智能終端能夠及時接收系統命令，進而實現分閘回路離線定檢功能以及合閘預置功能等，定檢功能實現原理如圖1所示。

2.3 過程層通信狀態

智能變電站自動化系統中，利用間隔層以及過程層網絡通信可實現信號電纜的功能，利用SV以及GOOSE實現信息傳送。如果SV與GOOSE收發出現異常時，則可以立即診斷，明確是間隔層裝置故障，還是智能組件故障。在進行診斷時，可以采取報文分析儀診斷法，通過分析SV與GOOSE特性，明確傳輸機制，通過判斷接收端是否可以接收信號，進而來判斷通信狀態，非直接監測發送端狀態。在實際診斷中，間隔層裝置將GOOSE發送給智能組件，再利用另外的GOOSE將其傳輸給間隔層裝置，再將狀態值傳遞給監控后臺，實現間隔層裝置與智能組件的GOOSE發送與傳輸。利用間隔層運行狀態可以判斷智能組件的發送以及接收狀態。通常情況下，1個智能組件能夠將SV以及GOOSE發送給多個裝置，也可以接收多個GOOSE。故障監測原理是通過判斷發送與接受端口等來實現的，當某路發送端口/接收端口能夠正常通信，則此網口正常。當全部端口屬于上述情況，則可以判定網口故障。

3 監測技術的應用

智能變電站二次設備狀態監測是基于微電子技術與網絡技術等，監測GOOSE通道狀態、SV通道狀態和繼電保護裝置自檢，最終實現狀態監測。繼電保護裝置與安裝自動裝置通常要具備自檢功能，通過裝置互檢與自檢，可實現在線狀態監測。

3.1 分布式數字化繼電保護裝置監測技術

對分布式數字化保護裝置進行狀態監測，基于IEC61850標準，其提供的通信框架利用電子式互感器ECT以及EVT進行數字信號轉換。保護裝置中的信號是經過合并器加工，滿足IEC61850標準，利用以太網光纖而轉化成的數字信號。繼電保護主要是基于以太網進行GOOSE信息傳輸、繼電保護裝置狀態監測的，基于分布式保護裝置極易實現。將分布式保護裝置作為間隔單位，以一對一的形式實現單臺IED功能，以間隔為單位，配置間隔時，獨立保護裝置需要雙重化設置，且過程層接口也需要雙重化配置，比如，母線間隔以及220 kV以上線路等。數字化智能開關的應用能確保二次設備控制系統回路利用軟件編程來實現智能化，且數字化智能開關自身能夠實現在線監測，能解決傳統操作回路監測繼電保護運行中所遇到的問題。

3.2 集中式數字化繼電保護裝置監測技術

集中式數字化保護裝置監測能實現多條線路的保護測控，且可以實現多臺LED保護測控功能，極大程度上提升了設備維護的便捷性以及可靠性，降低了電網等級。除此之外，集中式機電保護裝置通常設置雙套保護裝置、集中式繼電保護，能夠最大限度上減少被監測目標，狀態監測實現比分布式數字化繼電保護裝置更加簡單。集中式監測利用雙套保護裝置，能實現在線自檢與裝置互檢功能，且能夠減少被監測目標，將電源檢測、軟壓板監測、裝置自檢等功能集成在LED中，便于設備維護人員開展檢修作業，可以降低檢修工作強度。該裝置結構更為緊湊，使得電源數量減少，便于實現二次設備電源狀態監測。

4 結束語

智能變電站二次設備狀態監測技術不斷地朝向智能化與自動化的方向發展，基于數字信號分析來判斷設備狀態，及時采取控制措施，以確保系統運行的安全性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕