智能变电站二次设备状态监测研究的分析

智能变电站二次设备状态监测研究的分析

徐新福

（国网江苏省电力公司苏州市吴江区供电公司215200）

摘要：近年来，我国电力行业取得了突飞猛进的发展，变电站的数量越来越多，这也对电力企业的二次设备监测工作提出了更高的要求，很多新的监测技术也随之出现。本文先对智能变电站二次设备状态监测的主要目的进行了阐述，然后对智能变电站二次设备状态监测的具体方式展开了分析，希望能为智能变电站的二次设备状态监测工作提供一定的理论参考。

关键词：智能变电站；二次设备；分布式数字化保护装置

引言：在电力企业的生产和运行过程中，变电站一直发挥着不可替代的作用。随着电网规模的不断扩大，很多变电站也逐渐改革成了智能变电站。与传统的变电站相比，智能变电站利用其独特的数字化保护装置，使二次设备运行状态的监测工作变得更加便捷和可靠，极大地减小了监测人员的工作量。因此，对智能变电站二次设备状态监测加以研究，有着非常重要的意义。

1.智能变电站二次设备状态监测的主要目的

1.1及时发现异常

变电站的运行过程中，一个非常关键的功能就是对电压的等级进行变换，从而确保用户能够安全地使用电能。对二次设备的运行状态进行监测，能够帮助管理人员快速地将变电站内设备的异常情况寻找出来，通过监测系统在感应后反馈出的信号，来判断二次设备是否存在故障。例如，当二次设备所具有的绝缘性能出现故障时，很容易威胁到工作人员的人身安全，这时就可以通过专门的状态监测装置将二次设备的异常状况及时监测出来，并提前告知相关的技术人员，让其对故障问题进行处理。

1.2降低故障发生

近些年，电力工程一直都是国家一项重点的投资项目，而变电站则电力工程进行电压改变工作的基本场所，变电站的建设质量会对电力工程的作业效率产生很大程度的影响。实际上，二次设备和电能并不存在任何的直接联系，也很少会受到电能的供应量不足所带来的困扰。对二次设备的运行状态进行监测，可以在控制、调节、保护等方面发挥作用，并对变电站的二次设备运行状态加以操控，从而降低二次设备发生故障的概率。

1.3保障设备效率

在智能变电站中，智能操控系统的主要作用就是对变电站中的二次设备进行控制，从而确保变电站的日常工作效率，防止二次设备受到外界因素的干扰。二次设备在智能变电站的内部系统中属于辅助类的装置，对其运行状态进行监测可以有效地改善二次设备的工作效率，从而使整个变电站的运行质量得到明显的改善。例如，在二次设备的运行过程中，工作人员可以凭借状态监测技术来得到二次设备的运行信息，当异常信号出现时就可以立刻通知检修人员来进行修理[1]。

2.智能变电站二次设备状态监测的具体方式

2.1分布式数字化保护装置对二次设备状态的监测

在智能变电站中，分布式数字化保护装置是一种常见的二次设备状态监测装置。智能变电站在运行的过程中，从IEC61850标准可以得到智能变电站的数字化通信框架。这种电子式互感器能够将智能变电站接收到的一次模拟信号处理成数字信号，并将这些数字信号传送到分布式保护装置上，在利用合并器对其进行加工，使之转化为达到IEC61850标准要求的数字信号。在分布式保护装置作出相应的保护动作之后，所输出的信息不再经过跳合闸的接点位置，而是直接依靠光纤在以太网中向外界传输GOOSE信息，用这种标准对继电保护装置的状态进行监测是切实可行的。

当分布式保护装置在单台IED中发挥作用时，通常以间隔为最小的单位，在不同间隔下，所配置的继电保护装置都是独立在过程层安装接口的，而一些重要的间隔则需要按照双重化的标准进行配置，如主变间隔、母线间隔等。对数字化保护装置进行状态监测之所以容易实施，主要是因为在工作过程中应用了电子式互感器，在这种互感器的作用下，保护装置中不会再进入任何的光数字信号、电压输入以及二次电流。在工作状态下，保护装置可以直接监视SMV采样值的报文，若出现接收中断、数据帧CRC错误、数据帧丢失等异常现象，则立即可以发出SMV采样异常的警报。

在对分布式保护装置的监测过程中，另一个创新就是使用了数字化开关。在数字化开关的作用下，二次设备的操作回路会在编程的作用下实现智能化，从而发挥在线监测的作用。在智能变电站中，保护所用到的软压板可以对监测工作加以控制，从而不会出现普通变电站发生的对连接片监测难以实施的问题。另外，由于使用了大量的光纤取代了以往的铜缆，所以也不需要对二次设备的回路绝缘加以监测。在以太网技术的帮助下，智能变电站的二次设备状态监测网络具有了快捷、灵活、可靠的优势。

2.2集中式数字化保护装置对二次设备状态的监测

除了分布式数字化保护装置之外，集中式数字化保护装置也是智能变电站中的一种广泛使用的二次设备监测装置。利用集中式保护装置，可以同时在很多台IED中发挥作用，并凭借多条线路同时对二次设备进行保护和监测。为了增加二次设备的可靠性，对于等级较低的电压，集中式保护装置也需要以双套保护的方式配置。与分布式保护装置的状态监测技术相比，集中式保护装置的状态监测技术可以有效地减少智能变电站的监测对象，而且监测操作也更加简单[2]。

例如，对集中式保护装置中的SV、GOOSE通道线路状态进行监测时，由于集中式保护装置是以双套保护的方式进行配置的，所以可通过比较的方式，对双套保护装置在同一间隔下的采样值加以比较，当比值大于设定门槛时，就会自动发出警报信号，这时就可以断定一条或两条SV通道线路发生了异常。另外，还需要对保护装置在同一个LD中的GOOSE信息加以比较，因为GOOSE能够将断路器与刀闸的位置信息反映出来，而且断路器在同一时刻的位置是保持不变的，所以对GOOSE通道线路进行监视也可以使用比较法。

在双套保护的配置方式下，二次设备的自检以及互检都可以变得更加方便。集中式保护装置可以将分布式保护装置直接抽象成LD的形式，所以分布式保护装置所具有的监测功能和自检功能会全都集中在一台IED上面，这样不仅可以减少需要监测的对象数量，也使得检修人员的工作变得更为轻松，有效地减少了检修人员的工作量。例如，对间隔配置下的二次设备进行监测时，集中式保护装置的结构在优化后会变得更加的紧凑，电源的数量也会减少很多，这就使得对二次设备的监测工作可以更方便地开展。

总结：综上所述，在智能变电站中对二次设备的状态进行监测，可以帮助工作人员及时发现二次设备的异常状态，降低故障的发生概率，保障二次设备的运行效率。其中，分布式数字化保护装置以及集中式数字化保护装置更是发挥着至关重要的作用，它们是二次设备得以正常运行的基本保障。因此，智能变电站的管理者应积极地引入这两种保护装置，从而使二次设备能够安全、稳定地运行。

参考文献：

[1]李学斌，解放，黄林存.智能变电站二次设备状态监测和评价方法研究[J].中国电业（技术版），2014，（09）：96-99.

[2]谢存波.分析智能变电站二次设备的状态监测技术研究[J].甘肃科技，2013，29（24）：50-51.