智能变电站电气二次回路可视化技术研究

李晓娜

摘要：随着智能变电站信息的网络化及信令化，传统的连接端子变的看不见、摸不着。因为二次回路的虚拟化，由二次装置及网络设备故障引起的异常情况，变电站运行维护人员难以进行定位排查;现有的报文记录类产品和方案缺乏将站内事件发生过程中各IED设备间信息交互过程用可视化方式展现的手段，从而给具有传统变电站运维背景的技术人员带来理解、操作、故障分析定位等方面的难度，不利于对故障的快速诊断定位，也就无法保证变电站的安全稳定运行。基于此，本文对智能变电站二次回路可视化进行研究。

关键词：智能变电站;二次回路;可视化

1引言

变电站二次回路的设计在智能化变电站运行过程中二次设计的主要作用是对一次设备的运行状态进行实时的监控和调节。在设备和系统的运行过程中运用有效的调节措施和方法能够及时的排除一些设备的运行的故障问题和风险对电力设备的稳定运行起到很大程度的保护作用。随着我国科技水平不断提高，对电力的需求量日益增加，对智能化变电站二次设计的作用也提出了新的需求，所以对智能化变电二次设计进行分析和探讨对于我国电力事业的发展具有重要的作用。

2变电站继电保护二次回路故障原因

变电站继电保护二次回路主要包括CT回路、PT回路和直流回路。任何电路都可能发生故障，影响继电保护的可靠性和速度，给继电保护系统的正常工作带来不利影响。继电保护二次回路的缺陷通常有两种情况：一种是在设备大修时发现的;二是发现设备在运行中，检查人员会因报警声或其他异常情况而发现。一旦发现二次回路的缺陷，必须及时排除，避免更多的事故发生。一般来说，二次回路故障的原因如下。

2.1二次回路设计不合理

继电保护二次回路的设计阶段是保证其满足功能要求的关键。二次电路设计的主要要求包括常规控制系统、常规信号系统、交流电流电压电路、计算机监控系统等。如果设计阶段不合理，设计不严格按照规范进行，很容易导致寄生电路的出现，导致继电保护误动或拒动。

当然，除了设计不规范，容易导致二次电路缺陷外，设计者的专业水平也会影响二次电路的设计水平。有的设计人员水平有限，容易使原来简单的电路变得复杂，提高二次电路的安全风险;或审图阶段粗心大意，施工前未发现问题，导致问题未及时发现。

2.2二次回路施工问题

二次回路施工工艺是否符合二次回路施工工艺标准，也将影响二次回路的正常工作状态。二次回路的施工是一项复杂而困难的工程，需要更成熟的施工技术作为支撑。继电保护的二次回路包括电流、电压、信号等回路。其安装的正确性是继电保护正确动作的前提。如果施工不到位，很容易留下各种缺陷，从而可能导致误动和拒动继电保护。

2.3二次回路的维护不到位，所选的设备质量不可靠

二次回路投入使用后，工作人员需要定期对其进行检测和维护，以便及时发现二次回路运行过程中存在的问题，采取有效措施，防止电网事故的发生。维修工作虽然不能发现所有的问题，但能及时发现隐患，保证二次回路能有效地发挥其检测、控制和保护作用。

在传统的二次回路中，由于线路电缆长期风吹日晒，或在烈日下连续发热，容易造成绝缘损坏，影响二次回路的安全稳定运行，造成保护装置误动。这些事故的发生是可以通过及时、定期的维护工作来避免的，但目前很多变电站对此方面认识不足，没有对二次回路的工作状态进行定期检测和日常维护，导致二次回路故障时有发生。

3智能变电站二次回路可视化

3.1SCD文件可视化

智能变电站IED设备都基于IEC61850进行建模，配置文件成为了设备的关键，决定了设备的输入、输出外特性。系统的集成配置决定了整个系统的功能和性能，全站系统配置文件SCD是保证变电站正常运行的基础和关键，也是变电站运维检修的主要依据。系统集成组态配置是将各设备的保护配置文件有机集成，进行虚端子连线，配以GOOSE控制块及相关参数、SV控制块及相关参数、网络通信参数等，最终形成系统性的配置文件SCD。SCD生成后，设备的参数以及设备间的相互关系就确定了，生产厂家将从SCD文件中导出每个设备的实例配置文件CID，下装到相应的设备，设备才能按照设计需要正常运行。站控层监控后台、远动装置等设备应直接导入SCD配置文件，自动解析文件中的数据信息生成数据库，按照设计和用户要求配置画面、文字、报表等人机界面，配置防误闭锁、顺序控制、智能告警与故障综合分析等高级应用功能。

3.2可视化展示

将智能变电站的二次设备上的物理链路端口按信号传输的方向分为发送端和接收端，其中，数据发送端按信号来源可再分为多个。智能变电站的开关量信号或者交流采样信号总是从发送端输往信号接收端，控制命令或者跳闸命令也是从信号的发出端输往命令的接收端，也就是说，在二次回路中输送的信号都是有一定的流向。二次系统内部通过发布—订阅数据间的映射关系，构成了二次回路里的虚拟导线。虚拟导线这种概念是为了便于理解而设定的，对应着常规变电站的二次回路电缆。因此，为了展示这种设备间的连接关系，可以采用一根有向箭頭从输出信号端指向输入信号端。最终可以用一个包含二次设备及其输入输出端和SV与GOOSE信号的连接关系图。将可视化的展示分为以下三个步骤。（1）导入变电站SCD文件并解析，获得每个装置的相应通讯参数及相应虚端子信息，分析二次设备的内部订阅数据和外部装置发布数据之间的映射关系，以此建立回路连接模型及数据映射模型;（2）设计好界面的布局模式，完成每个设备、二次回路连线和SV接收压板等各个元素的图形样式的绘制;（3）最后把各个元素的图形样式和数据连接模型结合起来，在适当的位置上最终生成二次回路。

4 结论

伴随着互联网技术、通信技术以及微电子技术的高速发展，电网智能化、自动化、信息化将成为未来发展的主流趋势。近年来，国家电网改造规模不断扩大，传统综合自动化变电站逐渐升级为智能变电站，变电站二次回路也会被网络通信系统所取代。二次回路作为变电站主要组成部分，是电力系统安全、经济、稳定运行的重要保障。因此，设计研发一种高可靠性二次回路可视化系统，可有效监测变电站运行状态，及时对故障设备进行风险预警，从而提升电力企业的经济效益。

参考文献

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