智能變電站二次設備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)

羅平+李佑光

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

關(guān)鍵詞：智能變電站；二次設備；狀態(tài)監(jiān)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(tài)監(jiān)測技術(shù)的發(fā)展速度較快，超聲波局部放電檢測技術(shù)的成功應用極大程度上提升了電網(wǎng)設備監(jiān)測水平，為智能變電站設備狀態(tài)監(jiān)測網(wǎng)建設提供了新的技術(shù)支撐。此技術(shù)經(jīng)過實際應用，通過檢測開關(guān)柜內(nèi)的超聲波局部放電信號，分析檢測圖譜，進而及時發(fā)展尖端放電情況，經(jīng)過處理后，避免設備發(fā)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(tài)監(jiān)測

智能變電站自動化系統(tǒng)架構(gòu)組織主要分為過程層、站控層以及間隔層，利用通信技術(shù)與數(shù)據(jù)采集技術(shù)等，實現(xiàn)了自動化控制與監(jiān)測運行。智能變電站可以實現(xiàn)二次設備狀態(tài)信息采集。隨著信息共享程度的不斷提高，使得監(jiān)測功能不斷拓展，主要監(jiān)測包括交換機狀態(tài)、智能組件跳合閘、通信狀態(tài)等。

2 狀態(tài)監(jiān)測的主要內(nèi)容

2.1 交換機狀態(tài)

智能變電站的主要技術(shù)特點是通信網(wǎng)絡化，智能變電站利用間隔層，借助網(wǎng)絡方式，實現(xiàn)了與智能終端通信以及合并單元通信，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實時采集。智能變電站自動化系統(tǒng)是基于通信網(wǎng)絡建設的，因此，對交換機狀態(tài)進行評估有著現(xiàn)實意義。對交換機狀態(tài)的監(jiān)測評估多采取模糊綜合評價法來定量化處理。如果結(jié)果異常，則會及時告警并且提示，在通信網(wǎng)絡影響系統(tǒng)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(tài)監(jiān)測中，智能組件跳閘回路定檢是主要內(nèi)容。為了避免保護出口跳閘回路發(fā)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(tǒng)時，將后臺監(jiān)控系統(tǒng)與智能組件連接，以實現(xiàn)跳閘觸點定檢告警?；谟布浖倪M操作箱功能，進而實現(xiàn)在線監(jiān)測以及離線定檢。當開關(guān)處于合位時，能實現(xiàn)在線監(jiān)測，監(jiān)測定位跳閘回路。當開關(guān)處于分位時，變電站智能終端能夠及時接收系統(tǒng)命令，進而實現(xiàn)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(xiàn)原理如圖1所示。

2.3 過程層通信狀態(tài)

智能變電站自動化系統(tǒng)中，利用間隔層以及過程層網(wǎng)絡通信可實現(xiàn)信號電纜的功能，利用SV以及GOOSE實現(xiàn)信息傳送。如果SV與GOOSE收發(fā)出現(xiàn)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(tài)，非直接監(jiān)測發(fā)送端狀態(tài)。在實際診斷中，間隔層裝置將GOOSE發(fā)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(tài)值傳遞給監(jiān)控后臺，實現(xiàn)間隔層裝置與智能組件的GOOSE發(fā)送與傳輸。利用間隔層運行狀態(tài)可以判斷智能組件的發(fā)送以及接收狀態(tài)。通常情況下，1個智能組件能夠?qū)V以及GOOSE發(fā)送給多個裝置，也可以接收多個GOOSE。故障監(jiān)測原理是通過判斷發(fā)送與接受端口等來實現(xiàn)的，當某路發(fā)送端口/接收端口能夠正常通信，則此網(wǎng)口正常。當全部端口屬于上述情況，則可以判定網(wǎng)口故障。

3 監(jiān)測技術(shù)的應用

智能變電站二次設備狀態(tài)監(jiān)測是基于微電子技術(shù)與網(wǎng)絡技術(shù)等，監(jiān)測GOOSE通道狀態(tài)、SV通道狀態(tài)和繼電保護裝置自檢，最終實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)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(xiàn)在線狀態(tài)監(jiān)測。

3.1 分布式數(shù)字化繼電保護裝置監(jiān)測技術(shù)

對分布式數(shù)字化保護裝置進行狀態(tài)監(jiān)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(shù)字信號轉(zhuǎn)換。保護裝置中的信號是經(jīng)過合并器加工，滿足IEC61850標準，利用以太網(wǎng)光纖而轉(zhuǎn)化成的數(shù)字信號。繼電保護主要是基于以太網(wǎng)進行GOOSE信息傳輸、繼電保護裝置狀態(tài)監(jiān)測的，基于分布式保護裝置極易實現(xiàn)。將分布式保護裝置作為間隔單位，以一對一的形式實現(xiàn)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(shù)字化智能開關(guān)的應用能確保二次設備控制系統(tǒng)回路利用軟件編程來實現(xiàn)智能化，且數(shù)字化智能開關(guān)自身能夠?qū)崿F(xiàn)在線監(jiān)測，能解決傳統(tǒng)操作回路監(jiān)測繼電保護運行中所遇到的問題。

3.2 集中式數(shù)字化繼電保護裝置監(jiān)測技術(shù)

集中式數(shù)字化保護裝置監(jiān)測能實現(xiàn)多條線路的保護測控，且可以實現(xiàn)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(wǎng)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(jiān)測目標，狀態(tài)監(jiān)測實現(xiàn)比分布式數(shù)字化繼電保護裝置更加簡單。集中式監(jiān)測利用雙套保護裝置，能實現(xiàn)在線自檢與裝置互檢功能，且能夠減少被監(jiān)測目標，將電源檢測、軟壓板監(jiān)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(yè)，可以降低檢修工作強度。該裝置結(jié)構(gòu)更為緊湊，使得電源數(shù)量減少，便于實現(xiàn)二次設備電源狀態(tài)監(jiān)測。

4 結(jié)束語

智能變電站二次設備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)不斷地朝向智能化與自動化的方向發(fā)展，基于數(shù)字信號分析來判斷設備狀態(tài)，及時采取控制措施，以確保系統(tǒng)運行的安全性。

參考文獻

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〔編輯：張思楠〕