智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘 要：繼電保護(hù)系統(tǒng)在線監(jiān)測技術(shù)得到了較快的發(fā)展，在智能變電站中得到了較為廣泛的應(yīng)用。本文對繼電保護(hù)和電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測進(jìn)行分析，對智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測展開探討。

關(guān)鍵詞：智能變電站;監(jiān)控技術(shù);繼電保護(hù)

隨著國家對電力系統(tǒng)建設(shè)的投入力度加大，智能變電站建設(shè)可以為繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測和故障判斷創(chuàng)造了良好的條件，可以把傳統(tǒng)變電站采用二次電纜轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢赃M(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測的光纖通信網(wǎng)絡(luò)，在繼電保護(hù)裝置的自動(dòng)化、智能化水平的提升，可以更好對電力設(shè)備關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)測，從而為繼電保護(hù)系統(tǒng)在線監(jiān)測打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1 繼電保護(hù)和電力設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測

變電站原來采用的繼電保護(hù)裝置可以形成正常和故障兩種狀態(tài)信息，變電站電力設(shè)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(hù)系統(tǒng)和電力設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)不間斷的狀態(tài)監(jiān)測，從而獲取到關(guān)鍵電力設(shè)備的運(yùn)行信息，采用通信的方式來接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，智能變電站繼電保護(hù)監(jiān)測系統(tǒng)可以獲取到緩存數(shù)據(jù)，分析和判斷電力設(shè)備運(yùn)行信息的規(guī)律，并把電力設(shè)備故障時(shí)輸出的模擬量信息進(jìn)行結(jié)合，可以根據(jù)具體的數(shù)據(jù)信息來制定出合理的檢修方式。

1.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測

為了更好地對智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，并把獲取到的數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合、系統(tǒng)地應(yīng)用，通過通信裝置把監(jiān)測到的數(shù)據(jù)信息發(fā)送到計(jì)算機(jī)中，從而對繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析和判斷。智能變電站中繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)輸出的運(yùn)行信息主要有：（1）電源運(yùn)行信息和電壓的輸出。（2）運(yùn)行溫度信息，主要有繼電保護(hù)裝置過程控制層光纖通信接口的運(yùn)行溫度、繼電保護(hù)裝置運(yùn)行溫度。（3）光強(qiáng)信息，繼電保護(hù)裝置過程控制層光纖數(shù)據(jù)接口輸出光強(qiáng)、接收光強(qiáng)。（4）繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行統(tǒng)計(jì)信息，控制裝置針對對象的事件統(tǒng)計(jì)信息、設(shè)備的無故障運(yùn)行時(shí)間、采樣值分析信息等。（5）系統(tǒng)自檢信息，主要是指監(jiān)測控制回路的自檢測信息和硬件運(yùn)行信息。還有合并單元和智能終端運(yùn)行時(shí)輸出的溫度、光強(qiáng)信息。

1.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測信息傳輸模式

在實(shí)際應(yīng)用過程中，智能終端及合并單元為過程層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，數(shù)據(jù)信息分析和判斷功能是由站控層網(wǎng)絡(luò)完成的，所以，獲取到的繼電保護(hù)在線運(yùn)行狀態(tài)信息無法直接上傳，可以應(yīng)用下述辦法來對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳：（1）利用測控裝置完成數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)換，在線監(jiān)測運(yùn)行信息可以利用GOOSE、SV來形成報(bào)方，然后輸送給監(jiān)測控制裝置，獲取到具體報(bào)文信息后，按著數(shù)據(jù)報(bào)文規(guī)范要求把信息上傳到監(jiān)測系統(tǒng)。（2）采用網(wǎng)絡(luò)分析裝置來完成數(shù)據(jù)信息的轉(zhuǎn)發(fā)，該裝置要以獲取到網(wǎng)絡(luò)過程層面?zhèn)鬏數(shù)脑诰€監(jiān)測數(shù)據(jù)信息，對數(shù)據(jù)報(bào)文進(jìn)行解析以后，可以經(jīng)過MMS報(bào)文來完成端口數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。可以把兩種數(shù)據(jù)上傳方式結(jié)合起來，繼電保護(hù)狀態(tài)信息都在使用過程中生成的，針對數(shù)據(jù)突變可能性不大的信息，數(shù)據(jù)采集的周期可以適當(dāng)延長，不需要高傳輸速率的數(shù)據(jù)傳輸方式。

2 繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測

光纖數(shù)據(jù)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(jiān)測系統(tǒng)在正常條件下，數(shù)據(jù)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(jìn)行校驗(yàn)，二次回路監(jiān)測主要針對邏輯網(wǎng)絡(luò)鏈路和物理鏈路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析。

2.1 物理鏈路通信在線監(jiān)測

為了可以對二次回路物理鏈路通信狀態(tài)進(jìn)行有效的監(jiān)測，應(yīng)該對過程層繼電保護(hù)設(shè)備的物理鏈路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)信息進(jìn)行深入的了解，不管應(yīng)用組網(wǎng)通信辦法，還是點(diǎn)對點(diǎn)通信模式，可以把繼電保護(hù)過程層通信視作發(fā)送和接收方的通信鏈路。光纖通信鏈路主要由接收方數(shù)據(jù)端口、發(fā)送方數(shù)據(jù)端口和點(diǎn)對點(diǎn)光纖構(gòu)成。采用光纖鏈路進(jìn)行二次回路監(jiān)視，通信狀態(tài)的監(jiān)視需在接收方實(shí)現(xiàn)，如果光纖鏈路存在異常，則無法得到有效的數(shù)據(jù)信息，可以推斷出光纖鏈路產(chǎn)生問題，但不能準(zhǔn)確定位是發(fā)送方、接收方還是鏈路存在異常。為了更好地實(shí)現(xiàn)對光纖鏈路運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)視，數(shù)據(jù)信息接收裝置應(yīng)該對異常信息進(jìn)行準(zhǔn)確的識別，需要從數(shù)據(jù)發(fā)送設(shè)備角度進(jìn)行定義。

過程層繼電設(shè)備光纖數(shù)據(jù)發(fā)送存在問題多是由于裝置運(yùn)行存在問題，或者是因?yàn)椴寮惓＿\(yùn)行引起的，智能變電站很多的繼電保護(hù)設(shè)備都會(huì)形成鏈路異常信號。智能變電站二次回路在線監(jiān)測可以全面處理所有鏈路的異常警報(bào)信息，并結(jié)合通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)方式，來推斷出出現(xiàn)故障的可能性，從而準(zhǔn)確定位在那個(gè)環(huán)節(jié)中出現(xiàn)運(yùn)行故障。

2.2 邏輯鏈路通信在線監(jiān)測

智能變電站不但需要對物理鏈路通信實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測，還需要對過程層通信內(nèi)容是否有效過程地在線監(jiān)測，從而保證實(shí)際繼電保護(hù)裝置生效過程層通信參數(shù)設(shè)置和SCD集成保持相符。根據(jù)國際通用標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容要求，過程層GOOSE與SV進(jìn)行數(shù)據(jù)信息交互時(shí)，需要完成通信數(shù)據(jù)、配置參數(shù)方面的交互，這就為邏輯鏈路通信實(shí)時(shí)監(jiān)測打下了良好的基礎(chǔ)。采用GOOSE、SV報(bào)文交換采用單一的標(biāo)識，如何完成交互會(huì)在SCD文件中做出規(guī)定。

當(dāng)前，主要的制造商都可以實(shí)現(xiàn)對GOOSE及SV參數(shù)設(shè)置的在線核對，如果存在發(fā)送和接收不一致時(shí)會(huì)形成報(bào)警信息，把此作為前提來驗(yàn)證發(fā)送參數(shù)設(shè)置及SCD集成設(shè)置能否相符，在邏輯性方面來判斷SCD集成設(shè)置、發(fā)送和接收設(shè)置是否一致。

3 結(jié)語

做好智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測，可以更好地發(fā)揮出電力設(shè)備的性能，避免較長時(shí)間的停電。減少電氣故障發(fā)生的可能性，更好地提升智能變電站供電可靠性，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益也會(huì)進(jìn)一步提升，在線監(jiān)測技術(shù)值得大范圍推廣。

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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(shù)。