智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究

全學(xué)亮

（陜西省渭南市白水縣供電分公司 陜西白水 715600）

智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究

全學(xué)亮

（陜西省渭南市白水縣供電分公司 陜西白水 715600）

智能變電站狀態(tài)監(jiān)測指的是對變電站設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和分析，從而掌握設(shè)備實(shí)際運(yùn)行情況?，F(xiàn)階段，智能變電站設(shè)備狀態(tài)檢測對象有很多種，覆蓋面較廣，且專業(yè)性很強(qiáng)。本文首先介紹了智能變電站的系統(tǒng)構(gòu)成，然后對智能變電站二次設(shè)備的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，并具體闡述了智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)。

智能變電站；二次設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測

1 引言

現(xiàn)如今，電力市場發(fā)展迅速，供電公司逐漸意識到電力設(shè)備檢驗(yàn)和維修保護(hù)的重要性，只有對電力設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，明確設(shè)備運(yùn)行情況，并采取具體的養(yǎng)護(hù)維修措施，才能夠保障設(shè)備正常運(yùn)行，提高電力企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營效益。

2 智能變電站的系統(tǒng)構(gòu)成

2.1 站控層

智能變電站站控層中有很多電力設(shè)備，包括站域保護(hù)設(shè)備、對視系統(tǒng)以及自動化系統(tǒng)等等。站控層的運(yùn)行目標(biāo)是對整個變電站中的一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和管控，同時(shí)還能夠進(jìn)行對數(shù)據(jù)、同步相量以及電能量進(jìn)行采集，在保護(hù)信息管理方面應(yīng)用優(yōu)勢明顯。

2.2 間隔層

智能變電站間隔層設(shè)備具體而言指的是繼電保護(hù)裝置、故障錄波等二次設(shè)備。

2.3 過程層

智能變電站過程層不僅包括智能設(shè)備，而且還包括一次設(shè)備、合并單元以及智能終端等等。通過過程層，能夠?qū)崿F(xiàn)變電站測量、分配、狀態(tài)監(jiān)測以及保護(hù)等工作。將一次設(shè)備應(yīng)用于過程層中，能夠更好的符合過程層和間隔層信息傳遞標(biāo)準(zhǔn)。

3 智能變電站二次設(shè)備的特點(diǎn)

3.1 綠色環(huán)保

現(xiàn)如今，智能變電站主要采用光纖電纜，同時(shí)還采用高集成且功耗較低的電子元件，并且淘汰傳統(tǒng)的充油式互感器，改用電子式互感器，因此，在設(shè)備使用方面能夠極大的降低能源消耗，不僅能夠有效節(jié)約智能變電站運(yùn)行成本，而且在生態(tài)保護(hù)方面也能夠發(fā)揮十分重要的作用。

3.2 智能化管理

在智能變電站二次設(shè)備中，GOOSE主要提供二次回路保護(hù)所需的各種信號，GOOSE在二次設(shè)備保護(hù)方面應(yīng)用優(yōu)勢明顯，因此，可以有效避免二次接觸可能會造成的不良影響。智能變電站中所用信息都是統(tǒng)一的，比如，智能變電站二次設(shè)備自動化優(yōu)勢明顯，在二次設(shè)備管理方面，可以通過光纖傳輸信號，有利于提高智能變電站設(shè)備維護(hù)管理效率。

3.3 采用感應(yīng)系統(tǒng)

在智能變電站中，所有信息都是統(tǒng)一進(jìn)行錄入的，同一個通信網(wǎng)絡(luò)能夠依據(jù)同一個通信標(biāo)準(zhǔn)介入變電內(nèi)部通信網(wǎng)絡(luò)所接受的所有數(shù)據(jù)信息。另外，智能變電站二次設(shè)備主要采用感應(yīng)系統(tǒng)，而通過感應(yīng)系統(tǒng)，能夠有效避免在設(shè)備運(yùn)行過程中發(fā)生安全事故。在傳統(tǒng)變電站中，設(shè)備操作技術(shù)難度大、工序復(fù)雜，如果工作人員操作失誤，就會造成嚴(yán)重的人員傷亡問題，而推廣智能變電站就能夠有效避免這類安全事故。

4 智能變電站的二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

由于智能變電站中綜合運(yùn)用了計(jì)算機(jī)技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，因此繼電保護(hù)設(shè)備的自檢能力比較強(qiáng)，而這也為二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測創(chuàng)造了重要條件。與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站的二次電流以及電壓輸入方式不同，主要采用光纖以太網(wǎng)傳輸?shù)姆绞?；另外，傳統(tǒng)變電站保護(hù)動作出口主要是重合閘接點(diǎn)，而智能變電站光纖以太網(wǎng)傳輸信息為GOOSE開關(guān)量。由此可見，智能變電站一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測有很大區(qū)別，前者需要另外安裝監(jiān)測設(shè)備，而后者由于繼電保護(hù)設(shè)備具有自檢能力和通訊功能，因此，不需要安裝其他監(jiān)測設(shè)備，只需要通過自身自檢裝置以及設(shè)備之間的互相監(jiān)測，即可實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測。在智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和建立方面，應(yīng)該結(jié)合情況，開發(fā)出具有全面監(jiān)測和保護(hù)功能的智能化設(shè)備。

現(xiàn)階段，在智能變電站繼電保護(hù)裝置監(jiān)測活動中，主要的監(jiān)測對象主要有以下幾個方面：

（1）繼電保護(hù)裝置電流、電壓以及sv通道的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

（2）繼電保護(hù)裝置遙信、遙控等GOOSE通道實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

（3）繼電保護(hù)裝置直流逆變電源的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。

（4）對于繼電保護(hù)裝置本身的自檢，包括裝置的重啟次數(shù)、扇區(qū)健康狀況以及看門狗是否發(fā)生動作等等。

由于智能變電站中配備有數(shù)字化保護(hù)測控裝置，因此，在二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方面更加穩(wěn)定、可靠，因此，智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的優(yōu)勢十分明顯。

4.1 分布式數(shù)字化保護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測

在智能變電站中，IEC61850標(biāo)準(zhǔn)由于提供了數(shù)字化變電站的通信框架，并且應(yīng)用了電子式互感器ECT、EVT，因此，可以將模擬信號轉(zhuǎn)變的數(shù)字信號，而且還能夠?qū)?shù)字信號傳以光纖傳輸?shù)姆绞絺魉椭帘Ｗo(hù)裝置中。當(dāng)輸出保護(hù)動作后，還能夠應(yīng)用光纖以太網(wǎng)有效傳遞GOOSE信息，由此可見，智能變電站中繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測實(shí)現(xiàn)方式更為便捷。

智能變電站分布式保護(hù)裝置具有單臺IED的功能，并且以間隔為單位。另外，在不同間隔之間，可以配置繼電保護(hù)設(shè)備，在重要的間隔，還可以實(shí)行雙重化配置，比如母線間隔、主變間隔等等。

在智能變電站中，由于采用電子式互感器，因此，更容易實(shí)現(xiàn)數(shù)字化保護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測，在這種情況下，光數(shù)字信號可以順利進(jìn)入繼電保護(hù)裝置，因此，在數(shù)字信息采樣以及狀態(tài)監(jiān)測的實(shí)現(xiàn)方面難度較小。另外，裝置本身也能夠監(jiān)測SMV采樣值報(bào)文，如果在此過程中出現(xiàn)接收中斷、數(shù)據(jù)幀丟失等問題，則必須盡快告警SMV采樣異常。

由于智能變電站中應(yīng)用了數(shù)字化智能開關(guān)，因此，可以通過軟件編程的方式實(shí)現(xiàn)二次控制系統(tǒng)控制智能化，這樣一來，二次控制系統(tǒng)本身就會具備監(jiān)測能力，突破常規(guī)變電站無法實(shí)現(xiàn)回路在線監(jiān)測的問題。另外，智能變電站使用光纖傳輸信號的方式，因此，不需要對回路絕緣狀況進(jìn)行監(jiān)測。除此以外，以太網(wǎng)通信技術(shù)的應(yīng)用也能夠有效提高智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測的有效性和可靠性。

4.2 集中式數(shù)字化保護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測

智能變電站線路集中式保護(hù)裝置如圖1所示，通過這一裝置，能夠有效實(shí)現(xiàn)多臺IED的功能，比如線路保護(hù)測控功能，在實(shí)際應(yīng)用過程中，為了提高狀態(tài)監(jiān)測的可行性和便利性，可以對集中式保護(hù)采用雙套保護(hù)配置的方式。在智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測方面，由于采用集中式數(shù)字化保護(hù)裝置，因此，狀態(tài)監(jiān)測難度大大降低。

圖1 線路集成一體化保護(hù)

以圖1為研究實(shí)例，比如對線路集成中線路3的SV通道以及GOOSE通道進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測。集中式保護(hù)的配置方式為雙套保護(hù)，因此，可以采用比較法進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，在具體的操作過程中，可以對雙套保護(hù)裝置的相同間隔進(jìn)行比較分析，如果比值較大，則會發(fā)出報(bào)警信號，這就說明SV通道中發(fā)生異常情況，另外，還可以對保護(hù)設(shè)備的GOOSE信息進(jìn)行比較分析，可以實(shí)現(xiàn)對于GOOSE通道的狀態(tài)監(jiān)測。

在智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測中應(yīng)用雙套保護(hù)配置方式，能夠?yàn)樵O(shè)備的自檢提供較多便利。在實(shí)際監(jiān)測過程中，集中式保護(hù)可以將分布式裝置所具有的軟壓板監(jiān)測功能、電源監(jiān)測功能以及裝置自檢功能有效集中起來，這樣一來，不僅能夠有效減少狀態(tài)監(jiān)測人員工作量，而且還有利于工作人員對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和管理，應(yīng)用優(yōu)勢十分明顯。

5 結(jié)語

綜上所述，本文主要對智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)探究。通過對智能變電站設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，有利于對智能變電站進(jìn)行安全管理。在智能變電站電力系統(tǒng)設(shè)備中，不僅需要對一次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，同時(shí)也需要對二次設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，這樣才能夠保障電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性。

[1]徐長寶，莊晨，蔣宏圖.智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015（07）：127～131.

[2]葛 斌.智能變電站的二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測[J].科技致富向?qū)В?014（27）：78.

[3]王宏偉，鄭運(yùn)召.智能變電站二次回路在線監(jiān)測技術(shù)研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2015（05）：121～123.

TM76

A

1004-7344（2016）14-0080-02

2016-4-28

全學(xué)亮（1974-），男，工程師，本科，主要從事電網(wǎng)建設(shè)和維護(hù)的管理工作。