智能變電站二次設備狀態監測技術研究

全學亮

（陜西省渭南市白水縣供電分公司 陜西白水 715600）

智能變電站二次設備狀態監測技術研究

全學亮

（陜西省渭南市白水縣供電分公司 陜西白水 715600）

智能變電站狀態監測指的是對變電站設備進行實時監測，然后對數據進行保存和分析，從而掌握設備實際運行情況。現階段，智能變電站設備狀態檢測對象有很多種，覆蓋面較廣，且專業性很強。本文首先介紹了智能變電站的系統構成，然后對智能變電站二次設備的特點進行了分析，并具體闡述了智能變電站二次設備狀態監測技術。

智能變電站；二次設備；狀態監測

1 引言

現如今，電力市場發展迅速，供電公司逐漸意識到電力設備檢驗和維修保護的重要性，只有對電力設備進行狀態監測，明確設備運行情況，并采取具體的養護維修措施，才能夠保障設備正常運行，提高電力企業生產經營效益。

2 智能變電站的系統構成

2.1 站控層

智能變電站站控層中有很多電力設備，包括站域保護設備、對視系統以及自動化系統等等。站控層的運行目標是對整個變電站中的一次設備進行監測和管控，同時還能夠進行對數據、同步相量以及電能量進行采集，在保護信息管理方面應用優勢明顯。

2.2 間隔層

智能變電站間隔層設備具體而言指的是繼電保護裝置、故障錄波等二次設備。

2.3 過程層

智能變電站過程層不僅包括智能設備，而且還包括一次設備、合并單元以及智能終端等等。通過過程層，能夠實現變電站測量、分配、狀態監測以及保護等工作。將一次設備應用于過程層中，能夠更好的符合過程層和間隔層信息傳遞標準。

3 智能變電站二次設備的特點

3.1 綠色環保

現如今，智能變電站主要采用光纖電纜，同時還采用高集成且功耗較低的電子元件，并且淘汰傳統的充油式互感器，改用電子式互感器，因此，在設備使用方面能夠極大的降低能源消耗，不僅能夠有效節約智能變電站運行成本，而且在生態保護方面也能夠發揮十分重要的作用。

3.2 智能化管理

在智能變電站二次設備中，GOOSE主要提供二次回路保護所需的各種信號，GOOSE在二次設備保護方面應用優勢明顯，因此，可以有效避免二次接觸可能會造成的不良影響。智能變電站中所用信息都是統一的，比如，智能變電站二次設備自動化優勢明顯，在二次設備管理方面，可以通過光纖傳輸信號，有利于提高智能變電站設備維護管理效率。

3.3 采用感應系統

在智能變電站中，所有信息都是統一進行錄入的，同一個通信網絡能夠依據同一個通信標準介入變電內部通信網絡所接受的所有數據信息。另外，智能變電站二次設備主要采用感應系統，而通過感應系統，能夠有效避免在設備運行過程中發生安全事故。在傳統變電站中，設備操作技術難度大、工序復雜，如果工作人員操作失誤，就會造成嚴重的人員傷亡問題，而推廣智能變電站就能夠有效避免這類安全事故。

4 智能變電站的二次設備狀態監測

由于智能變電站中綜合運用了計算機技術以及網絡技術，因此繼電保護設備的自檢能力比較強，而這也為二次設備狀態監測創造了重要條件。與傳統變電站相比，智能變電站的二次電流以及電壓輸入方式不同，主要采用光纖以太網傳輸的方式；另外，傳統變電站保護動作出口主要是重合閘接點，而智能變電站光纖以太網傳輸信息為GOOSE開關量。由此可見，智能變電站一次設備狀態監測和二次設備狀態監測有很大區別，前者需要另外安裝監測設備，而后者由于繼電保護設備具有自檢能力和通訊功能，因此，不需要安裝其他監測設備，只需要通過自身自檢裝置以及設備之間的互相監測，即可實現在線監測。在智能變電站二次設備在線監測系統的設計和建立方面，應該結合情況，開發出具有全面監測和保護功能的智能化設備。

現階段，在智能變電站繼電保護裝置監測活動中，主要的監測對象主要有以下幾個方面：

（1）繼電保護裝置電流、電壓以及sv通道的實際運行狀態。

（2）繼電保護裝置遙信、遙控等GOOSE通道實際運行狀態。

（3）繼電保護裝置直流逆變電源的實際運行狀態。

（4）對于繼電保護裝置本身的自檢，包括裝置的重啟次數、扇區健康狀況以及看門狗是否發生動作等等。

由于智能變電站中配備有數字化保護測控裝置，因此，在二次設備狀態監測方面更加穩定、可靠，因此，智能變電站二次設備狀態監測的優勢十分明顯。

4.1 分布式數字化保護裝置的狀態監測

在智能變電站中，IEC61850標準由于提供了數字化變電站的通信框架，并且應用了電子式互感器ECT、EVT，因此，可以將模擬信號轉變的數字信號，而且還能夠將數字信號傳以光纖傳輸的方式傳送至保護裝置中。當輸出保護動作后，還能夠應用光纖以太網有效傳遞GOOSE信息，由此可見，智能變電站中繼電保護狀態監測實現方式更為便捷。

智能變電站分布式保護裝置具有單臺IED的功能，并且以間隔為單位。另外，在不同間隔之間，可以配置繼電保護設備，在重要的間隔，還可以實行雙重化配置，比如母線間隔、主變間隔等等。

在智能變電站中，由于采用電子式互感器，因此，更容易實現數字化保護裝置的狀態監測，在這種情況下，光數字信號可以順利進入繼電保護裝置，因此，在數字信息采樣以及狀態監測的實現方面難度較小。另外，裝置本身也能夠監測SMV采樣值報文，如果在此過程中出現接收中斷、數據幀丟失等問題，則必須盡快告警SMV采樣異常。

由于智能變電站中應用了數字化智能開關，因此，可以通過軟件編程的方式實現二次控制系統控制智能化，這樣一來，二次控制系統本身就會具備監測能力，突破常規變電站無法實現回路在線監測的問題。另外，智能變電站使用光纖傳輸信號的方式，因此，不需要對回路絕緣狀況進行監測。除此以外，以太網通信技術的應用也能夠有效提高智能變電站二次設備在線監測的有效性和可靠性。

4.2 集中式數字化保護裝置的狀態監測

智能變電站線路集中式保護裝置如圖1所示，通過這一裝置，能夠有效實現多臺IED的功能，比如線路保護測控功能，在實際應用過程中，為了提高狀態監測的可行性和便利性，可以對集中式保護采用雙套保護配置的方式。在智能變電站二次設備狀態監測方面，由于采用集中式數字化保護裝置，因此，狀態監測難度大大降低。

圖1 線路集成一體化保護

以圖1為研究實例，比如對線路集成中線路3的SV通道以及GOOSE通道進行狀態監測。集中式保護的配置方式為雙套保護，因此，可以采用比較法進行狀態監測，在具體的操作過程中，可以對雙套保護裝置的相同間隔進行比較分析，如果比值較大，則會發出報警信號，這就說明SV通道中發生異常情況，另外，還可以對保護設備的GOOSE信息進行比較分析，可以實現對于GOOSE通道的狀態監測。

在智能變電站二次設備狀態監測中應用雙套保護配置方式，能夠為設備的自檢提供較多便利。在實際監測過程中，集中式保護可以將分布式裝置所具有的軟壓板監測功能、電源監測功能以及裝置自檢功能有效集中起來，這樣一來，不僅能夠有效減少狀態監測人員工作量，而且還有利于工作人員對設備進行維護和管理，應用優勢十分明顯。

5 結語

綜上所述，本文主要對智能變電站二次設備狀態監測技術進行了詳細探究。通過對智能變電站設備進行狀態監測，有利于對智能變電站進行安全管理。在智能變電站電力系統設備中，不僅需要對一次設備進行狀態監測，同時也需要對二次設備進行狀態監測，這樣才能夠保障電網運行穩定性和可靠性。

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[3]王宏偉，鄭運召.智能變電站二次回路在線監測技術研究[J].數字技術與應用，2015（05）：121～123.

TM76

A

1004-7344（2016）14-0080-02

2016-4-28

全學亮（1974-），男，工程師，本科，主要從事電網建設和維護的管理工作。