智能变电站二次设备的状态监测技术王亮

智能变电站二次设备的状态监测技术王亮

王亮

（国网福建省电力有限公司检修分公司福建省福州市350000）

摘要：在智能化的变电站中，进行自动化技术的发展，二次设备的状态检修是自动化技术在发展中的重要核心内容，二次设备状态监测有助于管理设备在运行时产生的问题，并且可以合理有效的对故障或者历次的检修记录信息等进行共享，可以提高设备的保护装置，为电网安全运行打下坚实的基础。因此，本文对智能变电站二次设备的状态检测技术进行了探讨。

关键词：智能变电站；二次设备；状态监测；信息共享

一、智能变电站的构成

智能变电站把先进的、可靠的、环保的以及集成设备等等，全部的智能化处理，然后在把通信平台中的网络信息化与信息数字化的技术。智能变电站中，全部都是通信平台的网络化、数字信息的智能化、信息共享的标准化等作为变电站的基本要求，可以实现自动完成信息的采集、控制、测量、保护、监测与计量等基本功能，同时也具备了支持对电网，实现自动控制、在线分析、智能调节、以及协同互动等功能。智能变电站可划分成：

1)站控层。站控层包括：战域系统、对视系统、自动化系统以及通信系统等。在工作中，站控层是为了达到面向全站或者几个设备在测量或控制工作中，合理有效地进行数据的采集，操作闭锁和监控控制及进行同步的相量采集以及电能量的采集，以达到保护信息管理的目的；

2)间隔层。间隔层一般是指：继电保护的装置与测控装置、故障录波等二次设备。间隔层与过程层使用光纤进行通信；

3)过程层。在过程层中，包括了一次设备以及由智能组件组成的智能设备、合并单元和智能终端，并用来完成智能变电站在传输、分配、及其测量、计量、保护、控制、状态监测等工作。非常规互感器与一次设备的智能化发展在应用中，可以满足间隔层与过程层在信息通信中，光纤化与信息标准化的需求。

二、状态监测的主要内容

2.1交换机状态

智能变电站的主要技术特点是通信网络化，智能变电站利用间隔层，借助网络方式，实现了与智能终端通信以及合并单元通信，实现了数据的实时采集。智能变电站自动化系统是基于通信网络建设的，因此，对交换机状态进行评估有着现实意义。对交换机状态的监测评估多采取模糊综合评价法来定量化处理。如果结果异常，则会及时告警并且提示，在通信网络影响系统运行前，及时将安全隐患消除。

2.2智能组件跳闸回路

在智能变电站二次设备状态监测中，智能组件跳闸回路定检是主要内容。为了避免保护出口跳闸回路发生触点粘连以及失效等问题，在设计智能变电站自动化系统时，将后台监控系统与智能组件连接，以实现跳闸触点定检告警。基于硬件软件化，改进操作箱功能，进而实现在线监测以及离线定检。当开关处于合位时，能实现在线监测，监测定位跳闸回路。当开关处于分位时，变电站智能终端能够及时接收系统命令，进而实现分闸回路离线定检功能以及合闸预置功能等，定检功能实现原理如图1所示。

2.3过程层通信状态

智能变电站自动化系统中，利用间隔层以及过程层网络通信可实现信号电缆的功能，利用SV以及GOOSE实现信息传送。在进行诊断时，可以采取报文分析仪诊断法，通过分析SV与GOOSE特性，明确传输机制，通过判断接收端是否可以接收信号，进而来判断通信状态，非直接监测发送端状态。在实际诊断中，间隔层装置将GOOSE发送给智能组件，再利用另外的GOOSE将其传输给间隔层装置，再将状态值传递给监控后台，实现间隔层装置与智能组件的GOOSE发送与传输。利用间隔层运行状态可以判断智能组件的发送以及接收状态。通常情况下，1个智能组件能够将SV以及GOOSE发送给多个装置，也可以接收多个GOOSE。故障监测原理是通过判断发送与接受端口等来实现的，当某路发送端口/接收端口能够正常通信，则此网口正常。当全部端口属于上述情况，则可以判定网口故障。

三、监测技术的应用

智能变电站采用的是光纤以太网传输的GOOSE开关量的信息，所以，二次设备进行的状态监测也不同于一次设备的状态监测，在对一次设备进行状态监测中，一般只需要安装另一监测设备对主设备的状态监测，所以，建立智能变电站中二次设备的在线监测系统时需要具有全面的监测状态信息对智能变电站设备进行保护和自动装置。智能变电站中继电保护装置进行检查的对象主要有：

（1）继电装置的遥控和遥信等GOOSE的通道状态；

（2）继电保护装置的电压和电流等SV的通道状态；

（3）继电保护装置本身的自检。

3.1分布式数字化保护装置的状态监测

智能变电站IEC61850的标准，提供给我们数字化的变电站通信框架。通过采用电子式互感器ECT、EVT，将一次模拟信号转换为数字信号。所以被传送到保护装置中的是进行了合并器加工并且符合IEC61850标准和以太网光纤作为媒介产生的数字信号，在继电保护后，输出的是由以太网传输的GoOSE信息。在此基础上，实现的继电保护装置的状态监测比较容易实现。

分布式保护装置是以间隔为单位。一对一地实现单台IED功能．用间隔作为单位，在不同间隔的配置中，独立存在的保护装置以及过程层接口，都需要间隔进行双重化配置．例如主变间隔、220kV级以上线路、母线间隔等。数字化的智能开关．在一定程度上，使二次设备控制系统操作的回路可以通过软件编程实现智能化的目的，并且本身具有在线的监测功能，对继电保护进行状态监测中，常规变电站的操作回路在线监测瓶颈问题的得到了很好的解决。

3.2对集中式数字化保护装置进行的状态监测

集中式的数字化继电保护装置，可以实现多台LED的功能及若干线路的保护测控功能，为增加维护的方便性和可靠性，因此降低了电网等级，且集中式继电保护中一般都采用双套的保护配置。对比分布式数字化继电保护装置状态的监测这一目标的实现，集中式数字化的继电保护可以很大程度上减少监测对象并且在

实现状态监测中也相对更为简单。集中式数字化保护装置状态监测优势集中表现在以下几方面：

（1）双套保护装置，实现了保护装置的在线自检及装置间的互检。

（2）大大减少了监测对象：集中式保护将原来分布在各个装置中，电源的检测功能，软压板的监测功能和装置的自检功能等全部集中在一台LED中，方便了电力人员进行设备检修，降低了他们的工作量。结构更紧凑，电源数量减少，更加方便了二次设备电源监测的实现。

四、结束语

智能变电站二次设备状态监测技术不断地朝向智能化与自动化的方向发展，基于数字信号分析来判断设备状态，及时采取控制措施，以确保系统运行的安全性。

参考文献：

［1］徐长宝，庄晨，蒋宏图.智能变电站二次设备状态监测技术研究［J］.电力系统保护与控制，2015（07）.

［2］蔡骥然，郑永康，周振宇，等.智能变电站二次设备状态监测研究综述［J］.电力系统保护与控制，2016（06）.

［3］陶文伟，周凯，李金，等.基于状态监测的智能变电站二次设备状态检修［J］.电气技术，2016（12）.