智能变电站二次设备的状态监测技术

罗平+李佑光

摘 要：在智能变电站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；信息共享

中图分类号：TM76 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2017.12.018

智能变電站二次设备状态监测技术的发展速度较快，超声波局部放电检测技术的成功应用极大程度上提升了电网设备监测水平，为智能变电站设备状态监测网建设提供了新的技术支撑。此技术经过实际应用，通过检测开关柜内的超声波局部放电信号，分析检测图谱，进而及时发展尖端放电情况，经过处理后，避免设备发生重大事故，取得了不错的应用效果。

1 智能变电站二次设备状态监测

智能变电站自动化系统架构组织主要分为过程层、站控层以及间隔层，利用通信技术与数据采集技术等，实现了自动化控制与监测运行。智能变电站可以实现二次设备状态信息采集。随着信息共享程度的不断提高，使得监测功能不断拓展，主要监测包括交换机状态、智能组件跳合闸、通信状态等。

2 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。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

智能变电站二次设备状态监测是基于微电子技术与网络技术等，监测GOOSE通道状态、SV通道状态和继电保护装置自检，最终实现状态监测。继电保护装置与安装自动装置通常要具备自检功能，通过装置互检与自检，可实现在线状态监测。

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220 kV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

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）.

〔编辑：张思楠〕