智能變電站二次設備狀態監測技術研究

劉建平

【摘? 要】近年來，隨著我國科學技術的發展，數字化及網絡化技術都已經被普遍的應用在智能變電站中，同時為智能變電站二次設備的狀態監測創造了有利的條件。對二次設備的狀態進行監測可以有效減少設備運行中存在的隱患，進而降低變電站的經濟損失。本文就對智能變電站二次設備狀態監測技術進行深入探討。

【關鍵詞】智能;變電站;二次設備;狀態監測;技術

近幾年，伴著國內電力運輸網絡技術的不斷完善，電能電壓等級逐漸提升，帶動了所有電力設備在儲備量與綜合性能上都有所擴充，用來進行設備檢修的花費逐漸增加。為保證電能網絡的正常運作，并能有效對成本進行管控，提升工作質量和效率，電力設備的檢測工作需要不斷的創新。

1、關于智能變電站二次設備狀態監測

1.1智能變電站二次設備狀態監測的概念

二次設備狀態監測是智能變電站智能設備監測的重要內容，并且其監測與一次設備的狀態監測有所不同，二次設備狀態監測是需要通過單獨安裝的監測設備來對主設備的狀態進行監測，但隨著科學技術的發展和成熟，二次設備的在線自檢功能和通信功能也在不斷強化，現階段，智能變電站通過設備自身集成的自檢、通信功能也能實現對二次設備狀態的監測。

1.2智能變電站二次設備狀態監測的對象

在智能變電站中，二次設備的主要作用是為一次設備的正常、穩定運行提供輔助，其裝置包括以下幾種：（1）信號控制裝置：信號控制裝置主要是對電氣設備運行的狀態進行監控，并發出相應的聲光指示，當故障發生時，不僅會發出燈光指示，還會發出報警聲;（2）直流電源：直流電源是為智能變電站提供運行動力的主要裝置，也是電力系統穩定運行的重要保障;（3）繼電保護裝置：繼電保護裝置的實用性較強，主要是在電力設備發生障礙時，為設備提供保護;（4）絕緣監察裝置：絕緣監察裝置有信號部分和測量部分組成，主要是對變電站的狀態進行綜合的監測。智能變電站二次設備狀態監測的對象主要包括以下幾個：（1）裝置的電流、電壓等SV通道的狀態;（2）裝置直流逆變電源的狀態;（3）裝置的遙信、遙控燈GOOSE通道的狀態;（4）裝置本身的自檢，如扇區健康狀況監測、RAM是否出錯、裝置的重啟次數及FLASH擦寫的次數統計等。

2、智能變電站二次設備狀態監測的意義

智能變電站二次設備的狀態監測對智能變電站的安全運行具有重要意義。首先，智能變電站中配置二次設備的主要目的是為母線、斷路器、主變等一次設備的安全運行提供必要的技術保障。一旦二次設備發生故障或損壞必將影響一次設備和二次系統的可靠運行，而二次設備狀態監測系統能對智能變電站二次設備的運行狀況、故障隱患和安全風險進行跟蹤報警和智能分析，以便于運維人員及早發現和處理，從而保證二次設備和整個變電站系統的安全可靠性。其次，智能變電站二次設備狀態監測平臺能指導運維和管理人員進行變電站的運檢和維護工作，縮短檢修工期，提高運檢效率和質量。再次，智能變電站二次設備狀態監測系統具有智能變電站全面的運行數據和狀態信息，能為調度人員的倒閘操作、調度計劃的制定提供全面的數據，為故障的分析和定位提供有用的信息，為智能電網的運行和管控等系統提供信息接入端口。

3、智能變電站二次設備狀態在線監測系統

3.1計算機監測技術

隨著智能化、網絡化、數字化的發展，計算機已經成為人們工作的一部分，它對智能變電站系統的相關數據進行測量和控制，是二次設備測量控制的主要組成部分，可以簡化相關的操作程序。總體來看，收集模塊、處理模塊、監測模塊、判斷模塊與計算機測量監控技術是否能達到需求密切相關。（1）收集模塊。對相關信息數據進行收集保證數據的準確性、真實性，在對信息數據進行計算和處理時，數據的收集可以作為有利的依據，核算出正確的結果。同時還可以對二次設備進行監控，及時有效的監測設備的運行狀態是否出現故障。由于計算機技術的相關數據信息具有涉及范圍比較廣、內容比較全面、整體結構也比較大的優點，幾乎對所有的信息數據都可以進行管理。（2）處理模塊。對數據進行處理也是對二次設備的相關數據進行測量監控的重要依據，數據處理的結果和二次設備的運行情況密切聯系，為了確保相關設備的準確性，要嚴格要求數據處理的各個環節。比如，最近幾年變電站中大多數電氣設備的能量都是有蓄電池提供的，由于不同的設備對電流值和電壓值的需求不同，所以需要通過數據處理模塊來獲得想要的數據信息，有利于對所有的設備進行監測和更新，可以及時發現不合格的數據，提出告警、避免一些安全隱患。（3）監測模塊。智能變電站的相關設備進行信息傳輸都是數字化的形式存在的，大多數電氣設備的信息數據的傳送全是依靠有線通信技術實現的。

3.2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220kV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。

3.3集中式數字化保護裝置的狀態監測

集中式數字化保護裝置更大的作用在于，更好地實現了LED的相關功能，對更多的線路進行監護測控的作用，為了從根本上提升設備的穩固性，并且為后期的維保工作創造便利，集中式保護工作通常會依照雙套保護體系進行設置。與分布式保護裝置運行情況的監測工作相比較，前者能夠促使變電站監測工作量極大限度的削減，并且要保證狀態監測工作也是非常容易的。舉一個例子來講，對線路保護裝置中部分線路實施監測，因為集中式保護裝置會依照雙套保護結構進行設置，這樣就可以使用相對較為容易的比較方法，將雙套保護裝置的相同間隔進行樣本數據的信息比較，如果比較出來的參數超出了標準緊要發出警報，結合這個結果來判斷SV通道是否存在問題。或者將兩臺保護裝置中的相同的LED的GOOSE信息進行比較，由于這個參數能夠清楚的將斷路器以及刀閘的位置呈現出來，所以這個方法可以對有效的實現對GOOSE通道的施行進行監督。體現了很多的有利方面，采用雙套的保護設備，可以確保保護裝置在線進行自檢的同時還能與其他裝置之間實現相互檢查。集中式保護在一定程度上減少了被檢測的相關對象，把分布式包括的電源監測功能、裝置自檢功能、軟壓板監測功能通統一規整到一臺LED中，為維修人員減少了一定的工作量，也為電力工作人員對設備進行檢修工作提供了更多便利，集中式保護裝置的結構相對來講更加密集，有效的減少了電源的使用數量，為監測二次設備的電源使用情況提供了很大的方便。

4、結束語

因為變電站具有智能化的特點，所以，它能夠實現信息的數字化、網絡通信平臺化和信息共享等。在此基礎上，發展二次設備的狀態監測技術具有十分重要的意義。運用集中式的保護裝置能夠大大減少監測對象，避免監測過程中出現接連不斷的煩瑣問題，使得監測工作簡單明了、一目了然。另外，在監測過程中，工作人員能夠及時發現問題、解決問題，大大提高了工作效率，促進了變電站的健康發展。

參考文獻：

[1]李學斌，解放，楊軍，等.智能變電站二次設備狀態監測和評價方法研究[J].中國電業（技術版），2017（9）：96-99.