智能變電站二次設備在線監測及故障診斷技術

靳軍++王維杰

摘 要：近年來我國的電力系統發展迅速，智能變電站也得到了大規模的應用，基于這一現狀下怎樣能夠充分應用好變電站數字化與標準化特點，做到對二次系統運行情況的有效掌控，并最終將智能變電站的優勢充分發揮出來現已成為電力企業所必須予以重點思考的一項問題。在本次研究中主要就通過數據采集與管理來具體分析了智能變電站的二次設備在線監測技術，并進一步探究了自檢信息診斷、對時信息診斷、通信報文診斷、綜合診斷等故障診斷措施。最終希望借助于本文的研究工作能夠引起更為廣泛的討論與交流，并為相關的智能變電站二次設備在線監測與故障診斷提供一些新思路、新方法。

關鍵詞：智能變電站 二次設備 在線監測 故障診斷

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0024-02

隨著近些年來智能變電站的大規模投入運營，其在整個電網系統當中所占到的比重也越來越大，這也將成為未來電網系統發展的一個主流趨勢。但同時也需注意到，由于智能變電站內采用了許多的通信及網絡技術，這也在很大程度上使得變電站的運行維護變得更難控制，怎樣能夠將智能變電站的優勢特性充分的發揮出來，促成對二次系統實時運行情況的精準控制，現已成為廣大電力工作者所必須引起關注的一個重要課題。據此，就針對智能變電站二次設備在線監測及故障診斷技術展開相關的研究工作意義重大。

1 技術體系架構

智能變電站二次設備在線監測故障系統架構主要就包括了通信鏈路、在線狀態監測、故障診斷裝置、調度技術支持系統等模塊所共同構成。處于變電站一段的二次設備狀態監測與診斷裝置的組成部分具體就包括了數據采集單元與管理單元兩部分。其中采集單元主要是經由過程層網絡來取得相關的設備與網絡數據信息；管理單元則是有站控層網絡來取得相應的網絡數據與設備信息，同時通過專家系統來將所獲取到的設備數據信息予以綜合化的處置，以促成對二次設備在線監測與故障診斷功能的有效實現。

2 在線監測

2.1 數據采集

在這一單元模塊當中其最為核心的功能作用即為進行數據信息的采集，以及對過程層數據內容的統計整理。在過程層的網絡數據信息統計當中，有著十分完整的原始保溫解析與統計功能，可以把相關的報文信息內容依據配置控制塊來展開異常情況分析，并按照不同的類型予以統計處理，根據預先所設定的限定范圍來進行劃分，并傳輸至分析管理單元內。交換機的管理功能則主要是和交換機開展協議通信，以掌握交換機的實時性信息內容，進而便可就過程層的網絡狀態展開更加具體的分析。

2.2 數據管理

在數據管理單元當中其具體功能主要就包括了以下4種，現具體分析如下。

（1）二次設備SCD模型文件管理。取得二次設備的SCD模型文件，其中主要就含括了二次系統的配置文件信息、過程層虛回路信息以及軟壓板邏輯關系、二次回路虛端子連接及網絡拓撲等。

（2）二次設備和回路狀態監測。獲取采集單元所采集到的信息，并對各項信息內容實施精選篩分；搜集并同時針對裝置當中的二次回路實時性監測信息做到分類管理，將狀態信息具體顯示出來；針對系統所出現的各種異常情況作出報警提示，對于網絡通信狀態的分析由針對過程層的網絡報文直接采集獲得，同時針對報文信息內容開展在線分析。

（3）二次系統可視化。采取更加直觀、形象的可視化展示方式來對二次設備的檢修狀態予以顯示；依據全站模型文件自主產生出新增設備在線檢測信息展示信息。

（4）二次系統故障診斷。這一部分數據管理功能具體包括有針對系統的異常狀況發出警報信息，評估網絡系統與虛回路的運行狀態；在做出繼電保護動作亦或是二次設備出現故障問題時，可根據專家系統來開展智能化診斷評估，以達到對二次裝置硬件與回路的故障精準定位。

3 故障診斷

3.1 診斷模型

一旦智能變電站二次設備出現故障問題后，不論是檢測智能設備自身，亦或是通信報文均會生成大規模的報警信息內容。在線監測系統在獲取到了所出現的報警信息內容后便可發送至故障診斷系統來進行分析處置。二次設備在線監測系統診斷模型具體可分為四個層級，即：（1）二次設備在線監測系統將采集到的故障特征信息做出診斷基礎；（2）通過自檢信息診斷、對時信息診斷、通信報文診斷這三種診斷方式分別進行診斷評價；（3）通過對上述三種診斷方式的結果匯總，來開展綜合診斷；（4）最終輸出診斷結果。

3.2 診斷系統功能

可依據故障現象所體現出的不同特征信息來開展與之相對應的診斷措施，具體就包括了以下4種診斷方式。

3.2.1 自檢信息診斷

在這一種信息診斷方式當中又可按照所診斷的目標對象不同，進一步細分為設備功能異常診斷和設備通信中斷診斷兩種。（1）設備功能異常診斷。造成裝置功能出現故障問題的因素多種多樣，諸如采樣回路CT端線、檢修壓板故障等君會造成保護裝置失效。單個裝置的功能異常將會進一步引發多功能異常，而通過采取自檢信息診斷便可精準判斷出自身所存在著的缺陷與不足，并可將之作為設備功能異常診斷的主要信息源頭。（2）設備通信中斷診斷。在整個智能變電站系統當中其測量、控制及安全防護等功能的達成均需憑借數字信息傳導方可實現，通信網絡作為一種數字化的載體形式能夠對于傳輸系統當中的閉鎖、跳閘、采樣等多種信號信息予以精準傳導，只有保障設備處于正常運行狀態，方可保障站內保溫發送的精確性。通過對設備自檢功能的應用不但能夠實現對光纖端口收發工作效率的精準監控，同時在報文通道出現故障問題之時亦可發出報警信息，由此也便能夠實現對設備通信終端情況的準確判斷。

3.2.2 對時信息診斷

在測量到設備出現了對視故障問題時，其很有可能是由于被授時設備對時信號、對時服務以及時間跳變偵測等均出現異常現象，將上述信息予以綜合分析便可確定出故障設備。

3.2.3 通信報文診斷

一旦通信報文在線監測系統所測得的報文誤碼率有所升高，丟包數增多，流量顯示不正常并同時發出報警信息，若未能夠在第一時間得到有效處理，便會造成通信網絡出現異常現象，變電站運行也將受到影響。

3.2.4 綜合診斷

這一診斷方式是通過對在線監測系統所搜集的自檢報警信息、通信保溫報警信息、對時報警信息的應用，來實現對于測控裝置、保護單元、智能終端等二次設備的故障分析。

4 結語

總而言之，隨著目前關于智能變電站的二次設備及其在線監測與故障診斷技術研究的不斷深入，智能變電站當中各類IED信息模型所含括的信息內容愈發豐富，由此也便給予智能變電站二次設備的在線監測及故障診斷提供了發展契機。要想順利開展好對二次設備的故障診斷工作，做好在線監測工作意義重大。

參考文獻

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