智能變電站繼電保護在線監測系統設計與應用

摘 要：繼電保護系統在線監測技術得到了較快的發展，在智能變電站中得到了較為廣泛的應用。本文對繼電保護和電力設備狀態監測進行分析，對智能變電站繼電保護二次回路在線監測展開探討。

關鍵詞：智能變電站;監控技術;繼電保護

隨著國家對電力系統建設的投入力度加大，智能變電站建設可以為繼電保護系統的運行狀態監測和故障判斷創造了良好的條件，可以把傳統變電站采用二次電纜轉變為可以進行狀態監測的光纖通信網絡，在繼電保護裝置的自動化、智能化水平的提升，可以更好對電力設備關鍵數據信息進行監測，從而為繼電保護系統在線監測打下了堅實的基礎。

1 繼電保護和電力設備狀態監測

變電站原來采用的繼電保護裝置可以形成正常和故障兩種狀態信息，變電站電力設備檢修所采用的模式為故障和定期檢修，智能變電站采取的繼電保護系統和電力設備可以實現不間斷的狀態監測，從而獲取到關鍵電力設備的運行信息，采用通信的方式來接收和發送數據，智能變電站繼電保護監測系統可以獲取到緩存數據，分析和判斷電力設備運行信息的規律，并把電力設備故障時輸出的模擬量信息進行結合，可以根據具體的數據信息來制定出合理的檢修方式。

1.1 繼電保護系統運行狀態監測

為了更好地對智能變電站繼電保護運行狀態進行實時監測，并把獲取到的數據進行綜合、系統地應用，通過通信裝置把監測到的數據信息發送到計算機中，從而對繼電保護系統運行狀態進行分析和判斷。智能變電站中繼電保護裝置運行狀態輸出的運行信息主要有：（1）電源運行信息和電壓的輸出。（2）運行溫度信息，主要有繼電保護裝置過程控制層光纖通信接口的運行溫度、繼電保護裝置運行溫度。（3）光強信息，繼電保護裝置過程控制層光纖數據接口輸出光強、接收光強。（4）繼電保護系統運行統計信息，控制裝置針對對象的事件統計信息、設備的無故障運行時間、采樣值分析信息等。（5）系統自檢信息，主要是指監測控制回路的自檢測信息和硬件運行信息。還有合并單元和智能終端運行時輸出的溫度、光強信息。

1.2 繼電保護系統運行狀態監測信息傳輸模式

在實際應用過程中，智能終端及合并單元為過程層網絡設備，數據信息分析和判斷功能是由站控層網絡完成的，所以，獲取到的繼電保護在線運行狀態信息無法直接上傳，可以應用下述辦法來對監測數據進行上傳：（1）利用測控裝置完成數據信息的轉換，在線監測運行信息可以利用GOOSE、SV來形成報方，然后輸送給監測控制裝置，獲取到具體報文信息后，按著數據報文規范要求把信息上傳到監測系統。（2）采用網絡分析裝置來完成數據信息的轉發，該裝置要以獲取到網絡過程層面傳輸的在線監測數據信息，對數據報文進行解析以后，可以經過MMS報文來完成端口數據的轉發。可以把兩種數據上傳方式結合起來，繼電保護狀態信息都在使用過程中生成的，針對數據突變可能性不大的信息，數據采集的周期可以適當延長，不需要高傳輸速率的數據傳輸方式。

2 繼電保護二次回路在線監測

光纖數據信息傳送方式取替了原來屏蔽電纜傳輸模擬量的辦法，在線監測系統在正常條件下，數據信息的交互可以用來判斷通信邏輯及通斷情況，不再采用定檢的辦法來進行校驗，二次回路監測主要針對邏輯網絡鏈路和物理鏈路的運行狀態進行分析。

2.1 物理鏈路通信在線監測

為了可以對二次回路物理鏈路通信狀態進行有效的監測，應該對過程層繼電保護設備的物理鏈路拓撲結構信息進行深入的了解，不管應用組網通信辦法，還是點對點通信模式，可以把繼電保護過程層通信視作發送和接收方的通信鏈路。光纖通信鏈路主要由接收方數據端口、發送方數據端口和點對點光纖構成。采用光纖鏈路進行二次回路監視，通信狀態的監視需在接收方實現，如果光纖鏈路存在異常，則無法得到有效的數據信息，可以推斷出光纖鏈路產生問題，但不能準確定位是發送方、接收方還是鏈路存在異常。為了更好地實現對光纖鏈路運行狀態監視，數據信息接收裝置應該對異常信息進行準確的識別，需要從數據發送設備角度進行定義。

過程層繼電設備光纖數據發送存在問題多是由于裝置運行存在問題，或者是因為插件異常運行引起的，智能變電站很多的繼電保護設備都會形成鏈路異常信號。智能變電站二次回路在線監測可以全面處理所有鏈路的異常警報信息，并結合通信拓撲結構方式，來推斷出出現故障的可能性，從而準確定位在那個環節中出現運行故障。

2.2 邏輯鏈路通信在線監測

智能變電站不但需要對物理鏈路通信實現在線監測，還需要對過程層通信內容是否有效過程地在線監測，從而保證實際繼電保護裝置生效過程層通信參數設置和SCD集成保持相符。根據國際通用標準內容要求，過程層GOOSE與SV進行數據信息交互時，需要完成通信數據、配置參數方面的交互，這就為邏輯鏈路通信實時監測打下了良好的基礎。采用GOOSE、SV報文交換采用單一的標識，如何完成交互會在SCD文件中做出規定。

當前，主要的制造商都可以實現對GOOSE及SV參數設置的在線核對，如果存在發送和接收不一致時會形成報警信息，把此作為前提來驗證發送參數設置及SCD集成設置能否相符，在邏輯性方面來判斷SCD集成設置、發送和接收設置是否一致。

3 結語

做好智能變電站繼電保護狀態監測，可以更好地發揮出電力設備的性能，避免較長時間的停電。減少電氣故障發生的可能性，更好地提升智能變電站供電可靠性，企業的經濟效益也會進一步提升，在線監測技術值得大范圍推廣。

參考文獻：

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作者簡介：周虎（1986-），河北保定人，本科，助理工程師，研究方向：電子技術。