智能变电站二次设备状态监测技术

智能变电站二次设备状态监测技术

邢桂玲 马宏 赵士祥

国网大庆供电公司变电运维中心

摘要：智能变电站的系统中应用了大量的二次设备，如果设备发生故障，则会影响系统运行的安全性，因此，加强设备状态监测技术具有必要性。现阶段，智能变电站二次设备状态监测主要借助信息技术，通过对交换机设备进行状态监测来搜集信息数据，利用模糊综合评价法来分析设备运行状态，进而采取有效的措施避免设备故障的发生。

关键词：智能变电站；二次设备；状态监测

1关于智能变电站二次设备状态监测

1.1智能变电站二次设备状态监测的对象

在智能变电站中，二次设备的主要作用是为一次设备的正常、稳定运行提供辅助，其装置包括以下几种：(1)信号控制装置：信号控制装置主要是对电气设备运行的状态进行监控，并发出相应的声光指示，当故障发生时，不仅会发出灯光指示，还会发出报警声；(2)直流电源：直流电源是为智能变电站提供运行动力的主要装置，也是电力系统稳定运行的重要保障；(3)继电保护装置：继电保护装置的实用性较强，主要是在电力设备发生障碍时，为设备提供保护；(4)绝缘监察装置：绝缘监察装置有信号部分和测量部分组成，主要是对变电站的状态进行综合的监测。

智能变电站二次设备状态监测的对象主要包括以下几个：(1)装置的电流、电压等SV通道的状态；(2)装置直流逆变电源的状态；(3)装置的遥信、遥控灯GOOSE通道的状态；(4)装置本身的自检，如扇区健康状况监测、RAM是否出错、装置的重启次数及FLASH擦写的次数统计等。

1.2智能变电站二次设备状态监测的重要性及意义

与一次设备不同的是，二次设备与电能并没有直接的接触和联系，但在作业高峰期时，二次设备可辅助一次设备更好地完成电压等级的交换任务，从而提高输送电能的安全性。因此，虽然二次设备在智能变电站中扮演着辅助的角色，但仍然对电力设备有着重要的影响。对智能变电站二次设备进行状态监测主要有以下几个方面的意义：(1)可有效减少设备各类故障的发生率：由于二次设备与电能没有直接的接触，因此当电能供应不足时，二次设备并不会受到影响。此外，状态监测系统可以根据自身的调节、保护、控制等功能对变电站系统的操控状态进行全面的跟踪，这样一来可有效降低智能变电站二次设备相关故障的发生率：(2)为系统的运行效率提供保障：对智能变电站二次设备进行监测，不仅能提升设备的运行效率，而且还能提升电力系统操控的整体质量；(3)促进问题的及时发现及处理：通过二次设备的状态监测，相关工作人员可及时发现存在的异常情况或故障，从而更好地对故障进行判断及排除。

2状态监测的主要内容

2.1交换机状态

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。如果SV与GOOSE收发出现异常时，则可以立即诊断，明确是间隔层装置故障，还是智能组件故障。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。

3监测技术的应用

3.1分布式数字化继电保护装置监测技术

对分布式数字化保护装置进行状态监测，基于IEC61850标准，其提供的通信框架利用电子式互感器ECT以及EVT进行数字信号转换。保护装置中的信号是经过合并器加工，满足IEC61850标准，利用以太网光纤而转化成的数字信号。继电保护主要是基于以太网进行GOOSE信息传输、继电保护装置状态监测的，基于分布式保护装置极易实现。将分布式保护装置作为间隔单位，以一对一的形式实现单台IED功能，以间隔为单位，配置间隔时，独立保护装置需要双重化设置，且过程层接口也需要双重化配置，比如，母线间隔以及220kV以上线路等。数字化智能开关的应用能确保二次设备控制系统回路利用软件编程来实现智能化，且数字化智能开关自身能够实现在线监测，能解决传统操作回路监测继电保护运行中所遇到的问题。

3.2集中式数字化继电保护装置监测技术

集中式数字化保护装置监测能实现多条线路的保护测控，且可以实现多台LED保护测控功能，极大程度上提升了设备维护的便捷性以及可靠性，降低了电网等级。除此之外，集中式机电保护装置通常设置双套保护装置、集中式继电保护，能够最大限度上减少被监测目标，状态监测实现比分布式数字化继电保护装置更加简单。集中式监测利用双套保护装置，能实现在线自检与装置互检功能，且能够减少被监测目标，将电源检测、软压板监测、装置自检等功能集成在LED中，便于设备维护人员开展检修作业，可以降低检修工作强度。该装置结构更为紧凑，使得电源数量减少，便于实现二次设备电源状态监测。

4结束语

加强二次设备的状态监测是智能化变电站综合自动化技术发展的重要环节，其不仅能对设备的运行情况、异常和故障情况以及检修试验记录等进行实时监测，为设备的运行状况提供信息基础，而且还能有效地对设备相关情况和信息进行共享和管理，提高二次设备的运行质量和效率。智能变电站相关人员应积极加强对二次设备的状态监测，及时发现设备存在的问题并迅速做出处理，从而促进二次设备及变电站的安全、稳定运行，促进智能变电站更好地发展。

参考文献

[1]何鼎，孙波.智能变电站二次设备状态监测技术[J].科技创新导报，2019(02):25-26.

[2]耿萱.智能变电站二次设备状态监测技术研究[J].内燃机与配件，2018(6).