智能变电站二次设备状态监测技术研究

张潇 国网宁夏电力有限公司检修公司

近年来，电网规模不断扩大，越来越多的输电线路和变电站数量逐渐增多，这给当前我国继电保护工作的状态监控提出了更高的要求。继电保护工作是一项复杂性高、技术性强工作，不仅要求全面的保护技术，更需要综合性强的人才，并且长期处于较大的工作压力下，很多供电公司的工作人员长期处于高负荷工作状态，在进行二次设备监测过程中也难免出现工作失误的情况，这样一来，智能变电站的应用能够有效地降低人员检修和维护的压力，通过动态的状态监测设备来减小工作量和维修成本。

一、智能变电站系统的构成

为了满足人们对电力的多元化需求，电力系统功能越来越多元化，电网建设的规模也逐渐增大，在今天变电站逐渐变得智能化和智慧化，通过可靠、先进和环保的智能设备来加强电网的智能把控，通过实时传输数据和信息加强网络平台和通信之间的有效连接，更好地实现信息共享，符合当前我国变电站发展的实际需求。在智能化变电站系统当中能够通过一体化的信息采集、信息控制、信息计算、信息输送和测量等功能，对数据进行实时监控将各个系统之间达到相互连接，采用更加多元化和高级的功能，满足当前我国电网需求的综合性。智能变电站当前主要分为三个组成部分，分别是站控层、间隔层以及过程层。站控层主要是通过内部的自动化操作系统对通信以及时间进行纠正，加强内部设计的综合管控，此外也能够通过有效的加强数据收集和整理的效果，实现变电站系统的有效运营。间隔层能够通过对变电站进行监控和控制，发挥保护功能，一旦内部发生问题，有效地推动二次电气设备的稳定运行。最后过程层是对变电站系统内的一次设备、智能终端设备以及其他相关设备之间的有效连接，加强了智能变电站系统应用的效果，也能够将内部实现智能化运用和管理，通过不同组成部分的有效应用才能够达到智能变电站系统的正常运行。

二、智能变电站二次设备状态指标体系建立原则

（一）智能变电站二次系统结构

根据当前最新的智能变电站二次系统结构来说，需要对三层和两网进行全面把控，通过对过程层网络以及站控层网络进行综合分析，加强对不同电气量测量和数据转换的效果，更加紧密的联系数据，通过有效的各种设备和过程的分析来实现设备的控制和信息数量的计算。在这个过程中，要严格按照不同设备之间的联系进行主要设备的安装，在安装过程中要加强保护装置、测控装置以及故障记录仪等安装。不同的智能变电站需求不同，在选择时也要有一定的侧重，站控层可以通过提供人机交互界面来实现智能化的控制，加强间隔层与过程层之间的设备综合管理，通过一体式管理来提高信息保护管理的效果，也能够通过封闭操作等功能来实现数据的安全性。同时，主要设备内部要加强监控主机运动装置以及管理网络之间管理，更好的加强交换机设备传输，采样信息的效果提高其控制能力。

（二）二次设备状态指标建立原则

二次设备要想使其状态符合实际需求，一定要按照指标建立相关原则，通过建立的指标体系来反映出当前的实际状态，更加客观准确的提高其稳定性使其能够直接评估最后的结果，这也是后续设备状态监测的重要研究内容。影响二次设备内部运行的因素众多，无论是周围环境、工作人员还是自然环境和检修等情况都会受到不同因素的影响，所以在对其状态监测时，要将各种信息进行综合分析，对其设备本身的复杂性和困难性都要集中考虑，这样才能够按照实际情况进行数据记录，从而为后续的运维管理提供经验。在进行状态检测时，首先要按照科学性原则，严格按照相应的指标体系建立检测环节。根据相关的规范和要求，对二次设备的实际情况进行综合反映。第二，要按照全面性原则，根据智能变电站内的评估指标体系，从总体的角度对其健康状态进行反应，同时也要通过多元的分析来反映其状态和能力。第三，要通过可行性原则使其状态指标更易获取其数据，更有操作性。第四，通过定性与定量的分析，对不同的智能变电站来说，对其设备状态要从不同角度进行管理，需要综合考虑不同指标来进行状态的分析。最后，要通过整体性与结构性兼顾的原则运用系统和单一的论点，对不同要素进行分类和划分，将不同层次、不同内容的设备状态进行掌握。

三、智能变电站二次设备状态指标体系

对智能变电站二次设备状态进行监测过程中，首先要按照一定的状态指标体系进行特征量分析，通过特征量分析更能够反映当前智能变电站设备的实际运营情况，并且通过同步设备、智能终端以及测量回路等较为典型的内容进行全面把控。同时也对出厂信息、设备自身运行参数以及周围状态等结合，所以智能变电站二次设备影响因素较多，不同设备的状态特征不同，所以在进行状态监测时要从不同角度、不同层次来反映设备的运行情况。在监测过程中，要考虑电力企业相映的管理差异，监测水平的差异以及技术水平的不同，通过更加全面的分析加强其运行经验的相互考虑，来使其状态评估要求更符合实际情况。此外，在智能状态特征分析时，要考虑时间性能、稳定性能、电气性能、检修性能等不同性能对其状态检测对的效果不同，而通过将各种状态特征量按照一定的指标体系进行分析才能够符合要求。同时在测量的过程中，要严格按照相关的保护体系进行控制，加强智能变电站二次设备状态评估的有效性。一旦发现其状态监测不符合实际要求，要及时加强各个回路之间的系统把控，同时，架设保护装置，通过网络进行传输数据，一旦发现内部存在设备缺陷和系统故障，要及时应用有效的保护动作来切除故障。

四、智能变电站二次设备状态评估

在进行智能变电站二次设备状态评估时，要按照一定的评估方法进行。二次设备状态监测是一个多指标的监测过程，首先要对各个设备的状态进行集合，加强不同状态之间的把控，对不同状态的指标进行权重的分配更好的加强状态评估结果的确定。最后也要通过指标权重值与二次设备的综合状态来确定评估结果。各个指标在监测过程中，其状态具有模糊性，在分析过程中要根据其实际状态，按照一定的等级程度进行状态隶属的分析，如果当前状态显示为严重状态，要尽快安排停电进行全面系统检修，如果提出的状态是注意状态，可以通过实时监控动态的把控，对一些存在的问题优先进行检修和试验。一般状态是说明现在的问题较小，可以通过正常周期的检修发现问题，及时进行维护。在良好状态下，说明当前智能变电站内的设备均处于正常状态，可以适当延长维修或试验来保证整个电力输送的稳定性，所以在根据不同显示的状态下，可以建立有效的分析评估体系，通过不同的指标层来研究当前的信息情况，更好地加强基础性工作的分析，这样能够对后续设备状态的监测工作提供数据基础。

五、智能变电站二次设备状态监测对象

智能变电站二次设备状态监测难度更大，更加符合复杂，所以在监测过程中，一定要通过对其设备状态的综合监测来了解其内容。与一次设备状态监测不同，二次设备的状态监测需要通过单独监测设备进行监测，这样才能更好的对每一个设备的运行情况进行综合把控。近年来，科学技术和智能化技术不断融入变电站当中，通过二次设备与智能监测技术的有效结合强化了监测的能力，通过有效的通信功能加强了不同系统的有效连接，更好的通过自动检测系统的设置来完善通讯功能也发挥了二次设备监测的优化效果。二次设备虽然与一次设备没有直接进行接触，但是当智能变电站处于运行高峰时期是二次设备，会对一次设备的电压交换和辅助任务产生一定影响，这时候也能够有效地对运行效率和变电系统的运行情况产生影响，如果没能发现问题，就会导致其出现故障，所以需要通过有效的监测来保障其运行效果。智能变电站中的二次设备主要是为一次设备进行辅助，在内部需要通过二次设备的优化来加强一次设备的辅助效果，通过将直流电源信号控制装置、绝缘监察装置以及继电保护装置等综合进行状态监测才能更好的对各个环节的状态进行分析。同时，装置本身自动系统的健康状况以及各个状态是影响智能变电站运行的重要内容，所以也应该通过综合考虑提高监测效果。

六、智能变电站二次设备监测技术

（一）分布式数字化保护装置的状态监测

智能变电站二次设备在监测过程中需要严格按照一定的技术进行监测，这样才能够提高其监测水平。首先要通过分布式数字化保护装置的动态监测，这种方式能够通过在电子互感器的作用下更好地将模拟信号转化为数字信号，加强不同状态监测的有效性，以光纤为媒介传播，加强相关信息的保护。同时，将各个信息输送的能量进行集合，在分布式保护装置中，不同的间隔层具有独立的继电保护装置，这种装置能够使各种设备达到良好运行，通过有效的分布装置来使其保护层接口更加稳定，甚至对于一些双接口来说，可以通过主变间隔层以及母线间隔层来达到有效的监测效果。电子互感器是一种重要的监测技术设备，能够避免电压输入，也能够有效地加强采样效果来提高监测的数字化。此外，自动检测装置能够对检测采样值优化，提高接收和检测的效果，如果出现异常数据就会发出警告，电子互感器能够通过自动化和人工维护的方式使其正常运行。分布式数字化保护装置是当前常见的二次设备状态检测装置，在应用过程中其难度较小，能够通过自动化的方式来体现其优越性能。同时对于一些不必监测的回路绝缘状态能够减轻其监测内容，通过有效的信息共享来实现维修和监测的可靠性与灵活性。此外，与常规的变电站监测相比，软压板的监测难度更小，应用也更加广泛，能够有效的通过智能开关来维护其状态，使监测效率有效提高。

（二）集中式数字化保护装置的状态监测

集中式数字化保护装置的状态监测需要严格按照设备状态监测流程进行，首先需要对状态数据进行收集，通过全面、准确、可靠的数据才能对后续二次设备的状态进行评估。同时也要加强状态数据监测的效果，智能变电站中二次数据都是通过有线传播，这种传播效率更加稳定，也能够通过监测器和预警系统及时对异常数据进行综合分析，工作人员也可以按照相关数据及时进行处理。同时数据处理的质量直接会影响到后续监测技术的实际应用，在这个过程中要及时对异常数据进行正常管理，一旦发生问题通过系统警报来进行重新数据处理工作。最后，要通过模块监测对异常数据信号进行处理，加强各个装置的综合把控，通过集中式数字化保护装置对不同的功能进行管理，通过双套保护配置来加强监控的可靠性。此外，在设备维护阶段，可以通过综合的保护装置应用将原本单台分布式装置电源的单独监控放置在集中监控平台当中，这样能够有效的降低监测对象的数量，提高监测的集中性，更好的节约人力压力，通过系统中所提供的数字信息来实现其维修的有效性，符合我国当前智能变电站的实际需求。

七、结束语

变电站是电力系统的基础性设施，为了更好地实现我国电力系统运行的优化，必须要通过智能化的变电站应用来提高设备的有效性。二次设备在运行过程中，能够有效地对其状态进行监测，是保证电力系统安全稳定的重要内容，所以通过有效的保护装置和状态监测技术，能够实现我国变电站监测有效性的提高，也能够实现我国变电站的安全管理。