智能變電站二次保護系統(tǒng)健康度評估的探討

李振新

摘要：國家電網(wǎng)公司提出建設(shè)以信息化、自動化、互動化為特征的堅強智能電網(wǎng)，實現(xiàn)電網(wǎng)發(fā)展方式的轉(zhuǎn)變。智能變電站是堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分，是智能電網(wǎng)的重要基礎(chǔ)和支撐。智能變電站搭建一體化信息平臺，在變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)、智能一體化電源系統(tǒng)、智能輔助控制系統(tǒng)、高級應用

等方面在技術(shù)和功能上均取得了飛躍。關(guān)鍵詞：智能變電站;二次保護;健康度

1 智能變電站二次系統(tǒng)實踐應用中優(yōu)化設(shè)計的必要性分析

智能理論、智能技術(shù)及電力技術(shù)的合理使用，為變電站智能化水平提升提供了重要的技術(shù)支持，促進了智能變電站發(fā)展。實踐過程中為了實現(xiàn)智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，需要對其優(yōu)化設(shè)計必要性進行分析。具體表現(xiàn)在以下方面：（1）有利于實現(xiàn)智能變電站實踐應用中的多種技術(shù)融合，增加智能變電站的技術(shù)含量。在進行智能變電站二次系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的過程中，將會對其二次設(shè)備、狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)等進行優(yōu)化，并實現(xiàn)計算機技術(shù)、電力技術(shù)等不同技術(shù)在智能變電站中的融合應用，促使其實踐應用中的技術(shù)含量增加，全面提升變電站長期使用中的服務水平。

有利于完善智能變電站實踐應用中的服務功能，滿足電力生產(chǎn)計劃安全實施要求。智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，為其朝著智能化、自動化及信息化方向發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)，促使變電站能夠更好地服務于電力系統(tǒng)及電力用戶。長此以往，將會使智能變電站實踐應用中的服務功能不斷完善，進而滿足電力生產(chǎn)計劃安全實施要求，減少供電企業(yè)生產(chǎn)實踐中不必要的經(jīng)濟損失。

有利于增強智能變電站的實踐應用效果，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行提供保障。新形勢下電力系統(tǒng)運行中受到技術(shù)條件、自然環(huán)境等不同因素的影響，間接地加大了其運行風險，影響著現(xiàn)代供電企業(yè)生產(chǎn)計劃實施中的經(jīng)濟效益。而智能變電站二次系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，將會使變電站的組成結(jié)構(gòu)得以優(yōu)化，并使與之相關(guān)的設(shè)施工作效率提高，促使智能變電站的實踐應用效果增強。與此同時，基于優(yōu)化設(shè)計方式作用下的智能變電站二次系統(tǒng)，其使用過程將會保持良好的功能特性，促使電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行能夠得到有效保障。

2 變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)

變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式系統(tǒng)。三層設(shè)備結(jié)構(gòu)，統(tǒng)一組網(wǎng)，信息共享，采用 DL/T860通信標準，傳輸速率不低于 100Mbps。

站控層。站控層網(wǎng)絡采用單星型結(jié)構(gòu)，MMS、SV、GOOSE、SNTP共網(wǎng)傳輸。10kV不設(shè)獨立的過程層網(wǎng)絡，GOOSE報文通過站控層網(wǎng)絡傳輸。站控層設(shè)備按智能變電站遠景規(guī)模配置。

間隔層。間隔層設(shè)備由保護、測控、計量、錄波等二次設(shè)備組成，完成智能變電站內(nèi)一次設(shè)備的監(jiān)視和控制。

主變保護裝置采用點對點直接采樣，通過智能終端 GOOSE點對點跳各側(cè)開關(guān)，10kV保護采用電纜連接直接跳閘。110kV備自投直采直跳， 10kV分段備自投直采，電纜跳閘。低頻低壓減載裝置采用 GOOSE采樣，電纜跳閘。主變非電量保護采用電纜連接直接跳閘，跳變壓器各側(cè)開關(guān)。

過程層。過程層是由變壓器、斷路器、電流互感器、電壓互感器等一次設(shè)備及其所屬的智能組件以及獨立的智能電子裝置組成。

過程層設(shè)備實現(xiàn)一次設(shè)備與二次設(shè)備的連接，完成設(shè)備信息的數(shù)字化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的共享。

3 智能一體化電源系統(tǒng)

為共享直流電源的蓄電池，避免站用電源設(shè)備的浪費，不再單獨設(shè)置通信蓄電池。同時為提高變電站站用電源系統(tǒng)的智能化水平，智能變電站將全站直流、交流、通信電源、交流不間斷電源等系統(tǒng)采用一體化設(shè)計、一體化配置、一體化監(jiān)控，克服了上述各個子系統(tǒng)間相互孤立，信息無法共享的弊端。一體化電源系統(tǒng)總監(jiān)控裝置通過總線方式與各子電源監(jiān)控單元通信，一體化電源系統(tǒng)總監(jiān)控裝置以 DL/T860協(xié)議接入智能變電站一體化監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)對智能一體化電源系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理。

4 智能輔助控制系統(tǒng)

智能輔助系統(tǒng)對全站主要電氣設(shè)備及周邊環(huán)境進行全天候監(jiān)控，滿足電力系統(tǒng)安全生產(chǎn)監(jiān)控設(shè)備關(guān)鍵部件的要求。

智能輔助控制系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計，按功能模塊劃分多個子系統(tǒng)，由智能管理機進行管理。各子系統(tǒng)可以獨立運行，相互關(guān)聯(lián)，進行信息交換，實現(xiàn)整個系統(tǒng)的智能聯(lián)動功能。

5 高級應用

根據(jù)智能變電站“無人值守、集中監(jiān)控”的要求，本著人工干預少、系統(tǒng)集成度高、實現(xiàn)變電站實時全景監(jiān)測、與調(diào)度端協(xié)同互動提供支撐的原則，進行高級應用配置策略的研究。

設(shè)備狀態(tài)可視化及狀態(tài)檢修。設(shè)備狀態(tài)可視化及基于狀態(tài)的維護系統(tǒng)將設(shè)備的自診斷和運行狀態(tài)信息發(fā)送至變電站綜合監(jiān)控系統(tǒng)顯示，并通過數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機發(fā)送至上級調(diào)度系統(tǒng)，提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持。為綜合優(yōu)化管理和基于狀態(tài)的設(shè)備生命周期維護提供了基于在線監(jiān)測的基礎(chǔ)。當設(shè)備有異常信息時，智能報警決策系統(tǒng)提示操作人員以聲光等多媒體報警形式制定問題檢查計劃和設(shè)備維護計劃。

智能告警及分析決策系統(tǒng)。智能化報警分析決策系統(tǒng)能對變電站的報警信息進行分類和過濾，對變電站發(fā)生的各種異常和故障進行分析和推斷，對現(xiàn)象進行合理的表達，給出適當?shù)奶幚斫ㄗh，指導操作人員進行后續(xù)操作。

智能告警及分析決策系統(tǒng)能使運行監(jiān)控人員能夠快速地發(fā)現(xiàn)事故、及時處理出現(xiàn)的問題，提高事故處理的準確性和快速性，保障電網(wǎng)的安全運行。

故障信息綜合分析決策。故障信息綜合分析決策系統(tǒng)將智能變電站實時采集和按照統(tǒng)一斷面存儲系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)和動態(tài)數(shù)據(jù)，以曲線、表格和圖形等展現(xiàn)方式以全方位展示。在電網(wǎng)事故、保護動作、裝置故障、異常報警等情況下，整合分析站內(nèi)的狀態(tài)數(shù)據(jù)，確定當前發(fā)生故障，并將事故分析的結(jié)果以簡潔的可視化界面展示，同時將信息發(fā)送至上級調(diào)度系統(tǒng)。

源端維護。采用統(tǒng)一的系統(tǒng)配置工具配置智能變電站的網(wǎng)絡拓撲和數(shù)據(jù)模型，生成標準配置文件，大大提高了智能變電站的數(shù)據(jù)安全性。同時，應以可升級的矢量圖形格式，向上級調(diào)度系統(tǒng)提供與該模型相關(guān)聯(lián)的智能變電站主接線和子畫面圖形。

6 結(jié)束語

智能變電站技術(shù)的發(fā)展是個長期的過程，隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡通信技術(shù)的發(fā)展，變電站內(nèi)的控制、測量、信息通信等技術(shù)與變電站自動化系統(tǒng)逐漸融為一體，通過對智能變電站電氣二次設(shè)計技術(shù)進行梳理，有助于實現(xiàn)智能變電站的數(shù)據(jù)采集全景化、設(shè)備檢修可視化、事故處理智能化、保護控制協(xié)同化、運行管理經(jīng)濟化的要求。

參考文獻

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