智能變電站二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

羅平+李佑光

摘 要：在智能變電站系統(tǒng)中應(yīng)用了大量的二次設(shè)備，如果設(shè)備發(fā)生故障，則會(huì)影響系統(tǒng)運(yùn)行的安全性，因此，加強(qiáng)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)具有必要性。現(xiàn)階段，智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要借助信息技術(shù)，通過對(duì)交換機(jī)設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)來搜集信息數(shù)據(jù)，利用模糊綜合評(píng)價(jià)法來分析設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)而采取有效的措施避免設(shè)備故障的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：智能變電站；二次設(shè)備；狀態(tài)監(jiān)測(cè)；信息共享

中圖分類號(hào)：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.018

智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)展速度較快，超聲波局部放電檢測(cè)技術(shù)的成功應(yīng)用極大程度上提升了電網(wǎng)設(shè)備監(jiān)測(cè)水平，為智能變電站設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)建設(shè)提供了新的技術(shù)支撐。此技術(shù)經(jīng)過實(shí)際應(yīng)用，通過檢測(cè)開關(guān)柜內(nèi)的超聲波局部放電信號(hào)，分析檢測(cè)圖譜，進(jìn)而及時(shí)發(fā)展尖端放電情況，經(jīng)過處理后，避免設(shè)備發(fā)生重大事故，取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。

1 智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)

智能變電站自動(dòng)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(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化控制與監(jiān)測(cè)運(yùn)行。智能變電站可以實(shí)現(xiàn)二次設(shè)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(cè)功能不斷拓展，主要監(jiān)測(cè)包括交換機(jī)狀態(tài)、智能組件跳合閘、通信狀態(tài)等。

2 狀態(tài)監(jiān)測(cè)的主要內(nèi)容

2.1 交換機(jī)狀態(tài)

智能變電站的主要技術(shù)特點(diǎn)是通信網(wǎng)絡(luò)化，智能變電站利用間隔層，借助網(wǎng)絡(luò)方式，實(shí)現(xiàn)了與智能終端通信以及合并單元通信，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)采集。智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)是基于通信網(wǎng)絡(luò)建設(shè)的，因此，對(duì)交換機(jī)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估有著現(xiàn)實(shí)意義。對(duì)交換機(jī)狀態(tài)的監(jiān)測(cè)評(píng)估多采取模糊綜合評(píng)價(jià)法來定量化處理。如果結(jié)果異常，則會(huì)及時(shí)告警并且提示，在通信網(wǎng)絡(luò)影響系統(tǒng)運(yùn)行前，及時(shí)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(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)中，智能組件跳閘回路定檢是主要內(nèi)容。為了避免保護(hù)出口跳閘回路發(fā)生觸點(diǎn)粘連以及失效等問題，在設(shè)計(jì)智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，將后臺(tái)監(jiān)控系統(tǒng)與智能組件連接，以實(shí)現(xiàn)跳閘觸點(diǎn)定檢告警。基于硬件軟件化，改進(jìn)操作箱功能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)以及離線定檢。當(dāng)開關(guān)處于合位時(shí)，能實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)定位跳閘回路。當(dāng)開關(guān)處于分位時(shí)，變電站智能終端能夠及時(shí)接收系統(tǒng)命令，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)分閘回路離線定檢功能以及合閘預(yù)置功能等，定檢功能實(shí)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(dòng)化系統(tǒng)中，利用間隔層以及過程層網(wǎng)絡(luò)通信可實(shí)現(xiàn)信號(hào)電纜的功能，利用SV以及GOOSE實(shí)現(xiàn)信息傳送。如果SV與GOOSE收發(fā)出現(xiàn)異常時(shí)，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(jìn)行診斷時(shí)，可以采取報(bào)文分析儀診斷法，通過分析SV與GOOSE特性，明確傳輸機(jī)制，通過判斷接收端是否可以接收信號(hào)，進(jìn)而來判斷通信狀態(tài)，非直接監(jiān)測(cè)發(fā)送端狀態(tài)。在實(shí)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(tái)，實(shí)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(yùn)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(gè)智能組件能夠?qū)V以及GOOSE發(fā)送給多個(gè)裝置，也可以接收多個(gè)GOOSE。故障監(jiān)測(cè)原理是通過判斷發(fā)送與接受端口等來實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)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(dāng)全部端口屬于上述情況，則可以判定網(wǎng)口故障。

3 監(jiān)測(cè)技術(shù)的應(yīng)用

智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)是基于微電子技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等，監(jiān)測(cè)GOOSE通道狀態(tài)、SV通道狀態(tài)和繼電保護(hù)裝置自檢，最終實(shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)。繼電保護(hù)裝置與安裝自動(dòng)裝置通常要具備自檢功能，通過裝置互檢與自檢，可實(shí)現(xiàn)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

3.1 分布式數(shù)字化繼電保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)技術(shù)

對(duì)分布式數(shù)字化保護(hù)裝置進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)，基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，其提供的通信框架利用電子式互感器ECT以及EVT進(jìn)行數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換。保護(hù)裝置中的信號(hào)是經(jīng)過合并器加工，滿足IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，利用以太網(wǎng)光纖而轉(zhuǎn)化成的數(shù)字信號(hào)。繼電保護(hù)主要是基于以太網(wǎng)進(jìn)行GOOSE信息傳輸、繼電保護(hù)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)的，基于分布式保護(hù)裝置極易實(shí)現(xiàn)。將分布式保護(hù)裝置作為間隔單位，以一對(duì)一的形式實(shí)現(xiàn)單臺(tái)IED功能，以間隔為單位，配置間隔時(shí)，獨(dú)立保護(hù)裝置需要雙重化設(shè)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(yīng)用能確保二次設(shè)備控制系統(tǒng)回路利用軟件編程來實(shí)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(cè)，能解決傳統(tǒng)操作回路監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)運(yùn)行中所遇到的問題。

3.2 集中式數(shù)字化繼電保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)技術(shù)

集中式數(shù)字化保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)能實(shí)現(xiàn)多條線路的保護(hù)測(cè)控，且可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)LED保護(hù)測(cè)控功能，極大程度上提升了設(shè)備維護(hù)的便捷性以及可靠性，降低了電網(wǎng)等級(jí)。除此之外，集中式機(jī)電保護(hù)裝置通常設(shè)置雙套保護(hù)裝置、集中式繼電保護(hù)，能夠最大限度上減少被監(jiān)測(cè)目標(biāo)，狀態(tài)監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)比分布式數(shù)字化繼電保護(hù)裝置更加簡(jiǎn)單。集中式監(jiān)測(cè)利用雙套保護(hù)裝置，能實(shí)現(xiàn)在線自檢與裝置互檢功能，且能夠減少被監(jiān)測(cè)目標(biāo)，將電源檢測(cè)、軟壓板監(jiān)測(cè)、裝置自檢等功能集成在LED中，便于設(shè)備維護(hù)人員開展檢修作業(yè)，可以降低檢修工作強(qiáng)度。該裝置結(jié)構(gòu)更為緊湊，使得電源數(shù)量減少，便于實(shí)現(xiàn)二次設(shè)備電源狀態(tài)監(jiān)測(cè)。

4 結(jié)束語

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

參考文獻(xiàn)

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〔編輯：張思楠〕