智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)探討

摘 要：智能變電站有數(shù)據(jù)共享方便、二次回路簡單、節(jié)約投資和占地少等優(yōu)點，是未來的發(fā)展趨勢。智能站變電站智能化程度不斷提高，對受控裝置本身關(guān)鍵信息的監(jiān)視能力越來越強(qiáng)，為智能變電站二次設(shè)備和二次回路在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修提供了良好的基礎(chǔ)。本文主要針對智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行研究，提高變電站運行維護(hù)的智能化水平。

關(guān)鍵詞：智能變電站；二次設(shè)備；在線監(jiān)測

中圖分類號：TM76 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0147-01

1 引 言

隨著智能電網(wǎng)建設(shè)的推進(jìn)，國網(wǎng)公司明確提出對二次設(shè)備在線監(jiān)測新的技術(shù)要求。智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的智能化程度不斷提高，對受控裝置本身關(guān)鍵信息的監(jiān)視能力越來越強(qiáng)，為智能變電站二次設(shè)備和二次回路在線監(jiān)測及狀態(tài)檢修提供了良好的基礎(chǔ)。

2 光纖回路在線監(jiān)測

光纖通信的鏈路包括以下環(huán)節(jié)（其中發(fā)送方和接收方對應(yīng)物理設(shè)備，可以是保護(hù)裝置、合并單元、智能終端、智能合并單元或交換機(jī)）。

（1）發(fā)送方光纖接口；

（2）點對點光纖；

（3）接收方光纖接口。

對于過程層的設(shè)備，從設(shè)備損壞可能導(dǎo)致光纖網(wǎng)口通信異常的層次來說，包括以下三個層次：

（1）整個裝置：當(dāng)裝置電源出現(xiàn)異常時，將導(dǎo)致裝置所有的光纖網(wǎng)絡(luò)口通信出現(xiàn)異常；

（2）接口插件：當(dāng)裝置光纖接口插件出現(xiàn)異常時，將導(dǎo)致插件所有的光纖網(wǎng)絡(luò)口通信出現(xiàn)異常；

（3）光纖接口：當(dāng)裝置單個光纖接口出現(xiàn)異常時，將導(dǎo)致該光纖接口通信出現(xiàn)異常。

從光纖通信監(jiān)視的原理來看，光纖通信的監(jiān)視功能是在接收方完成的，在光纖鏈路異常時，接收方將無法正常的接收數(shù)據(jù)，從而判斷光纖鏈路發(fā)生了異常，但是接收方實際上沒法直接判斷是鏈路的哪個參與環(huán)節(jié)出現(xiàn)了問題，即無法定位到發(fā)送方光纖接口、通信鏈路或者是接收方光纖接口發(fā)送了異常，同時需要注意，為了方便的實現(xiàn)光纖鏈路狀態(tài)監(jiān)視，接收設(shè)備發(fā)出的鏈路異常報警需要有明確的物理概念。

實際應(yīng)用過程中，過程層設(shè)備的光纖通信異常可能是由插件異常，或者是裝置異常引起，這樣在設(shè)備異常過程中，在整個變電站來看，將有很多設(shè)備產(chǎn)生對應(yīng)的鏈路異常信號，二次回路在線監(jiān)測的一個主要工作就是通過這些鏈路異常信號，進(jìn)行鏈路異常的準(zhǔn)確定位。

3 過程層GOOSE、SV通信狀態(tài)監(jiān)視

在實際工程中，會出現(xiàn)過程層的通信配置和SCD文件不一致的現(xiàn)象，出現(xiàn)這種情況時需要及時準(zhǔn)確的告警以提示運行人員。對GOOSE和SV配置進(jìn)行在線校對，并在發(fā)現(xiàn)發(fā)送配置和接收配置不匹配的時候發(fā)出告警信號。只要可以驗證發(fā)送的配置和SCD集成配置一致，就可以在邏輯上驗證過程層裝置的發(fā)送配置、接收配置與SCD集成配置的一致性。

對GOOSE信息的幀結(jié)構(gòu)、組播地址與源地址匹配關(guān)系、幀時序、頻率進(jìn)行監(jiān)視，對異常信號、信號丟失、信號消失、信號恢復(fù)、信號連接不可靠、信號傳輸過程異常等異常情況進(jìn)行告警和記錄，并將報警信號上傳調(diào)度。

對SV采樣值信息的幀結(jié)構(gòu)、組播地址與源地址匹配關(guān)系、序號、幀時序、頻率、信號同步性進(jìn)行監(jiān)視，對異常信號、信號丟失、信號消失、信號恢復(fù)、信號連接不可靠等異常情況進(jìn)行告警和記錄，并將報警信號上傳調(diào)度。

4 開關(guān)量輸入二次回路狀態(tài)檢測

智能變電站繼電保護(hù)裝置，采取開關(guān)量輸入二次回路的方式，采集相關(guān)信號，包括保護(hù)動作信號與閉鎖信號等，來判斷繼電保護(hù)裝置運行的性能。利用在線監(jiān)測與診斷技術(shù)，進(jìn)行繼電保護(hù)裝置的自檢與診斷功能，能夠?qū)崿F(xiàn)部分開關(guān)量輸入二次回路實際狀態(tài)的檢測。具體包括以下內(nèi)容：

（1）保護(hù)接點動作型開入量二次回路狀態(tài)檢測。為確保繼電保護(hù)設(shè)備動作的準(zhǔn)確性，要引入相應(yīng)的開關(guān)量進(jìn)行分析，比如變壓器保護(hù)動作接入電壓閉鎖。以斷路器失靈保護(hù)案例進(jìn)行分析，明確檢測邏輯。在正常情況下，失靈保護(hù)啟動開入量為0，當(dāng)系統(tǒng)故障時，開入量為1，此時繼電保護(hù)動作，能夠?qū)崿F(xiàn)故障切除。需要注意的是，當(dāng)保護(hù)檢測到開入量是1，并且時間>10s，則判斷此開入量與開關(guān)回路出現(xiàn)異常。基于此，在單套保護(hù)裝置中，引入保護(hù)動作型開入量，按照超時判斷邏輯，能夠?qū)崿F(xiàn)在線狀態(tài)檢測。

（2）雙套保護(hù)設(shè)備開入量二次回路檢測。對于此類裝置，按照相關(guān)規(guī)范，其為開關(guān)量輸入，二次回路接入要雙重化配置。通常情況下，相同間隔的2套保護(hù)，其對應(yīng)開入量狀態(tài)要保持相同?；诖?，利用保護(hù)信息系統(tǒng)，對此裝置采集的開入量進(jìn)行狀態(tài)采集與分析。若二者狀態(tài)未能相互對應(yīng)，則能夠診斷此開入二次回路異常。利用此檢測方法，能夠準(zhǔn)確檢測出各類異常狀況，包括二次回路斷線故障、接點粘連以及絕緣故障等，實現(xiàn)保護(hù)裝置在線監(jiān)測與診斷。

5 斷路器二次操作回路運行狀態(tài)檢測

智能變電站斷路器二次操作回路，其主要是由智能操作終端以及智能操作箱等組成。保護(hù)主要通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測手段，對二次操作回路，開展實時狀態(tài)檢測。按照繼電保護(hù)狀態(tài)檢修相關(guān)規(guī)范與要求，依據(jù)狀態(tài)評價結(jié)果，進(jìn)行狀態(tài)檢修。由于跳合閘出口接點處于密封狀態(tài)，難以獲得其工作狀態(tài)，采取傳統(tǒng)的檢測手段，難以實現(xiàn)快速精準(zhǔn)檢測。對于此問題，采用其它方式來取代原單接點動作方式，比如雙接點串聯(lián)方式，實現(xiàn)在線狀態(tài)檢測。利用繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測與診斷技術(shù)，對智能變電站繼電保護(hù)裝置，進(jìn)行運行狀態(tài)檢測，能夠及時發(fā)現(xiàn)二次回路運行故障問題，在實際應(yīng)用中發(fā)揮著積極的作用。值得一提的是，二次回路故障診斷中，故障精準(zhǔn)定位是主要內(nèi)容，利用此技術(shù)能夠精準(zhǔn)定位故障發(fā)生在保護(hù)裝置或者交換設(shè)備等位置，能夠縮減故障時間，進(jìn)一步提升供電的可靠性。

6 結(jié) 語

智能變電站運行過程中，通過對站內(nèi)二次設(shè)備和二次回路進(jìn)行在線監(jiān)測，能夠及時發(fā)現(xiàn)故障，精準(zhǔn)定位故障位置，對保證智能變電站的安全經(jīng)濟(jì)運行，防止事故發(fā)生和擴(kuò)大起到重要作用，保障電網(wǎng)運行的安全和穩(wěn)定。

參考文獻(xiàn)

[1]林 冶，張孔林，唐志軍.智能變電站二次系統(tǒng)原理與現(xiàn)場實用技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2016.

[2]鮑凱鵬，謝剛文，曾治安，等.智能變電站二次回路在線監(jiān)測研究[J].智能電網(wǎng)，2014（5）：23～27.

[3]王 堃.智能變電站二次在線監(jiān)測系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)[J].中國新通信，2017，（20）：155.

收稿日期：2018-11-5

作者簡介：馮 琳（1987-），女，工程師，工學(xué)學(xué)士，主要從事繼電保護(hù)方面的工作。