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

劉建平

【摘? 要】近年來，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字化及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)都已經(jīng)被普遍的應(yīng)用在智能變電站中，同時為智能變電站二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測創(chuàng)造了有利的條件。對二次設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測可以有效減少設(shè)備運行中存在的隱患，進(jìn)而降低變電站的經(jīng)濟(jì)損失。本文就對智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)進(jìn)行深入探討。

【關(guān)鍵詞】智能;變電站;二次設(shè)備;狀態(tài)監(jiān)測;技術(shù)

近幾年，伴著國內(nèi)電力運輸網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷完善，電能電壓等級逐漸提升，帶動了所有電力設(shè)備在儲備量與綜合性能上都有所擴(kuò)充，用來進(jìn)行設(shè)備檢修的花費逐漸增加。為保證電能網(wǎng)絡(luò)的正常運作，并能有效對成本進(jìn)行管控，提升工作質(zhì)量和效率，電力設(shè)備的檢測工作需要不斷的創(chuàng)新。

1、關(guān)于智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

1.1智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的概念

二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是智能變電站智能設(shè)備監(jiān)測的重要內(nèi)容，并且其監(jiān)測與一次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測有所不同，二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測是需要通過單獨安裝的監(jiān)測設(shè)備來對主設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和成熟，二次設(shè)備的在線自檢功能和通信功能也在不斷強(qiáng)化，現(xiàn)階段，智能變電站通過設(shè)備自身集成的自檢、通信功能也能實現(xiàn)對二次設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測。

1.2智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的對象

在智能變電站中，二次設(shè)備的主要作用是為一次設(shè)備的正常、穩(wěn)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(shè)備運行的狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，并發(fā)出相應(yīng)的聲光指示，當(dāng)故障發(fā)生時，不僅會發(fā)出燈光指示，還會發(fā)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(tǒng)穩(wěn)定運行的重要保障;（3）繼電保護(hù)裝置：繼電保護(hù)裝置的實用性較強(qiáng)，主要是在電力設(shè)備發(fā)生障礙時，為設(shè)備提供保護(hù);（4）絕緣監(jiān)察裝置：絕緣監(jiān)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(tài)進(jìn)行綜合的監(jiān)測。智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)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(tài);（2）裝置直流逆變電源的狀態(tài);（3）裝置的遙信、遙控?zé)鬐OOSE通道的狀態(tài);（4）裝置本身的自檢，如扇區(qū)健康狀況監(jiān)測、RAM是否出錯、裝置的重啟次數(shù)及FLASH擦寫的次數(shù)統(tǒng)計等。

2、智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測的意義

智能變電站二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)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(shè)備的主要目的是為母線、斷路器、主變等一次設(shè)備的安全運行提供必要的技術(shù)保障。一旦二次設(shè)備發(fā)生故障或損壞必將影響一次設(shè)備和二次系統(tǒng)的可靠運行，而二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)能對智能變電站二次設(shè)備的運行狀況、故障隱患和安全風(fēng)險進(jìn)行跟蹤報警和智能分析，以便于運維人員及早發(fā)現(xiàn)和處理，從而保證二次設(shè)備和整個變電站系統(tǒng)的安全可靠性。其次，智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測平臺能指導(dǎo)運維和管理人員進(jìn)行變電站的運檢和維護(hù)工作，縮短檢修工期，提高運檢效率和質(zhì)量。再次，智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)具有智能變電站全面的運行數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，能為調(diào)度人員的倒閘操作、調(diào)度計劃的制定提供全面的數(shù)據(jù)，為故障的分析和定位提供有用的信息，為智能電網(wǎng)的運行和管控等系統(tǒng)提供信息接入端口。

3、智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)

3.1計算機(jī)監(jiān)測技術(shù)

隨著智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的發(fā)展，計算機(jī)已經(jīng)成為人們工作的一部分，它對智能變電站系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量和控制，是二次設(shè)備測量控制的主要組成部分，可以簡化相關(guān)的操作程序?？傮w來看，收集模塊、處理模塊、監(jiān)測模塊、判斷模塊與計算機(jī)測量監(jiān)控技術(shù)是否能達(dá)到需求密切相關(guān)。（1）收集模塊。對相關(guān)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行收集保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、真實性，在對信息數(shù)據(jù)進(jìn)行計算和處理時，數(shù)據(jù)的收集可以作為有利的依據(jù)，核算出正確的結(jié)果。同時還可以對二次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控，及時有效的監(jiān)測設(shè)備的運行狀態(tài)是否出現(xiàn)故障。由于計算機(jī)技術(shù)的相關(guān)數(shù)據(jù)信息具有涉及范圍比較廣、內(nèi)容比較全面、整體結(jié)構(gòu)也比較大的優(yōu)點，幾乎對所有的信息數(shù)據(jù)都可以進(jìn)行管理。（2）處理模塊。對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理也是對二次設(shè)備的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行測量監(jiān)控的重要依據(jù)，數(shù)據(jù)處理的結(jié)果和二次設(shè)備的運行情況密切聯(lián)系，為了確保相關(guān)設(shè)備的準(zhǔn)確性，要嚴(yán)格要求數(shù)據(jù)處理的各個環(huán)節(jié)。比如，最近幾年變電站中大多數(shù)電氣設(shè)備的能量都是有蓄電池提供的，由于不同的設(shè)備對電流值和電壓值的需求不同，所以需要通過數(shù)據(jù)處理模塊來獲得想要的數(shù)據(jù)信息，有利于對所有的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測和更新，可以及時發(fā)現(xiàn)不合格的數(shù)據(jù)，提出告警、避免一些安全隱患。（3）監(jiān)測模塊。智能變電站的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行信息傳輸都是數(shù)字化的形式存在的，大多數(shù)電氣設(shè)備的信息數(shù)據(jù)的傳送全是依靠有線通信技術(shù)實現(xiàn)的。

3.2分布式數(shù)字化繼電保護(hù)裝置監(jiān)測技術(shù)

對分布式數(shù)字化保護(hù)裝置進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測，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)字信號轉(zhuǎn)換。保護(hù)裝置中的信號是經(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。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)測的，基于分布式保護(hù)裝置極易實現(xiàn)。將分布式保護(hù)裝置作為間隔單位，以一對一的形式實現(xiàn)單臺IED功能，以間隔為單位，配置間隔時，獨立保護(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220kV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，能解決傳統(tǒng)操作回路監(jiān)測繼電保護(hù)運行中所遇到的問題。

3.3集中式數(shù)字化保護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測

集中式數(shù)字化保護(hù)裝置更大的作用在于，更好地實現(xiàn)了LED的相關(guān)功能，對更多的線路進(jìn)行監(jiān)護(hù)測控的作用，為了從根本上提升設(shè)備的穩(wěn)固性，并且為后期的維保工作創(chuàng)造便利，集中式保護(hù)工作通常會依照雙套保護(hù)體系進(jìn)行設(shè)置。與分布式保護(hù)裝置運行情況的監(jiān)測工作相比較，前者能夠促使變電站監(jiān)測工作量極大限度的削減，并且要保證狀態(tài)監(jiān)測工作也是非常容易的。舉一個例子來講，對線路保護(hù)裝置中部分線路實施監(jiān)測，因為集中式保護(hù)裝置會依照雙套保護(hù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)置，這樣就可以使用相對較為容易的比較方法，將雙套保護(hù)裝置的相同間隔進(jìn)行樣本數(shù)據(jù)的信息比較，如果比較出來的參數(shù)超出了標(biāo)準(zhǔn)緊要發(fā)出警報，結(jié)合這個結(jié)果來判斷SV通道是否存在問題。或者將兩臺保護(hù)裝置中的相同的LED的GOOSE信息進(jìn)行比較，由于這個參數(shù)能夠清楚的將斷路器以及刀閘的位置呈現(xiàn)出來，所以這個方法可以對有效的實現(xiàn)對GOOSE通道的施行進(jìn)行監(jiān)督。體現(xiàn)了很多的有利方面，采用雙套的保護(hù)設(shè)備，可以確保保護(hù)裝置在線進(jìn)行自檢的同時還能與其他裝置之間實現(xiàn)相互檢查。集中式保護(hù)在一定程度上減少了被檢測的相關(guān)對象，把分布式包括的電源監(jiān)測功能、裝置自檢功能、軟壓板監(jiān)測功能通統(tǒng)一規(guī)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(shè)備進(jìn)行檢修工作提供了更多便利，集中式保護(hù)裝置的結(jié)構(gòu)相對來講更加密集，有效的減少了電源的使用數(shù)量，為監(jiān)測二次設(shè)備的電源使用情況提供了很大的方便。

4、結(jié)束語

因為變電站具有智能化的特點，所以，它能夠?qū)崿F(xiàn)信息的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)通信平臺化和信息共享等。在此基礎(chǔ)上，發(fā)展二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)具有十分重要的意義。運用集中式的保護(hù)裝置能夠大大減少監(jiān)測對象，避免監(jiān)測過程中出現(xiàn)接連不斷的煩瑣問題，使得監(jiān)測工作簡單明了、一目了然。另外，在監(jiān)測過程中，工作人員能夠及時發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，大大提高了工作效率，促進(jìn)了變電站的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]李學(xué)斌，解放，楊軍，等.智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測和評價方法研究[J].中國電業(yè)（技術(shù)版），2017（9）：96-99.