智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)探討

陳靜怡

摘 要：本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)維系統(tǒng)的原理進(jìn)行闡述，對(duì)系統(tǒng)的三個(gè)主要部分、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)應(yīng)用、數(shù)據(jù)展示進(jìn)行一一分析，旨在明確智能變電站在線維護(hù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，為廣大工作人員提供借鑒資料，從而提高繼電保護(hù)裝置在線運(yùn)維系統(tǒng)的水平。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；在線運(yùn)維

前言：

近年來，智能變電站的不斷投入使用推動(dòng)著繼電保護(hù)裝置的更新進(jìn)步。隨著繼電保護(hù)裝置的智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的推行，傳統(tǒng)對(duì)機(jī)電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)方式已經(jīng)無法滿足繼電保護(hù)裝置的維護(hù)工作。

1繼電保護(hù)設(shè)備在線運(yùn)維的技術(shù)原理

繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行在線運(yùn)維需要涉及相應(yīng)的傳感技術(shù)、通信技術(shù)、智能化技術(shù)。一系列高科技含量的技術(shù)應(yīng)用最終促使機(jī)電設(shè)備的在線運(yùn)維得以實(shí)現(xiàn)。首先，繼電保護(hù)裝備可以在相應(yīng)設(shè)備的幫助下實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)的連續(xù)監(jiān)測(cè)，然后通過通信技術(shù)將相關(guān)的信息進(jìn)行傳輸。數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)獲得數(shù)據(jù)后會(huì)根據(jù)繼電保護(hù)裝置傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行處理，綜合繼電器以往的信息數(shù)據(jù)進(jìn)行判定。一旦繼電保護(hù)數(shù)據(jù)發(fā)生異常，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)相關(guān)的問題，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)電設(shè)備的在線維護(hù)工作。

2繼電保護(hù)設(shè)備在線運(yùn)維的實(shí)際意義

與傳統(tǒng)變電站的機(jī)電保護(hù)裝置不同，智能變電站改變傳統(tǒng)的電纜連接方式，采用光纖組網(wǎng)模式，信號(hào)傳輸也有傳統(tǒng)的模擬信號(hào)傳輸方式轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化傳輸，不僅提高了傳輸速度，其準(zhǔn)確性也大大提高。二次回路是繼電保護(hù)裝置故障頻發(fā)點(diǎn)，對(duì)其進(jìn)行持續(xù)的數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)是對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行維護(hù)的重點(diǎn)，因此在智能化繼電保護(hù)設(shè)備在線維護(hù)工作中，對(duì)二次回路的監(jiān)測(cè)也屬于重中之重。對(duì)二次回路進(jìn)行數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)主要有兩種方式：物理鏈路狀態(tài)監(jiān)測(cè)、邏輯鏈路監(jiān)測(cè)[1]。物理鏈路狀態(tài)監(jiān)測(cè)主要對(duì)通信網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)通信環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以此獲得繼電保護(hù)裝置各物理鏈條上的異常數(shù)據(jù)。邏輯鏈路監(jiān)測(cè)對(duì)繼電保護(hù)裝置的過程層網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)以提高數(shù)據(jù)傳輸?shù)臏?zhǔn)確性與即時(shí)性。

繼電保護(hù)裝置在線運(yùn)維系統(tǒng)通過對(duì)各個(gè)物理設(shè)備的具體運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，對(duì)過程層網(wǎng)絡(luò)中的SV等報(bào)文信息進(jìn)行采集與分析，對(duì)SCD配置文件進(jìn)行上傳等等操作可以清晰地描繪出繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行信息，找出其中的錯(cuò)誤，有主干工作人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并找出其中的錯(cuò)誤此外，該系統(tǒng)還具有輔助檢修功能。因?yàn)樵谶M(jìn)行檢修的過程中需要對(duì)故障設(shè)備進(jìn)行隔離以避免維修過程中發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)而對(duì)其他繼電保戶設(shè)備造成影響。光纖組網(wǎng)、回路軟壓板等設(shè)施的應(yīng)用可以為工作人員的檢修工作提供清晰的隔離建議，從而提高維修效率。

3繼電保護(hù)裝置在線運(yùn)維系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式

如圖1（繼電保護(hù)在線運(yùn)維系統(tǒng)架構(gòu)圖）所示，運(yùn)維系統(tǒng)通過導(dǎo)入變電站的SCD文件，能夠獲取全站的配置數(shù)據(jù)，包括IEC61850模型、壓板配置、端口配置和GOOSE/SV配置等，并存入到二次回路模型庫中，運(yùn)維系統(tǒng)連接變電站的站控層網(wǎng)絡(luò)和過程層網(wǎng)絡(luò)，能夠?qū)Ω鲗泳W(wǎng)絡(luò)設(shè)備狀態(tài)信息進(jìn)行收集，IEC61850通信能夠?qū)υO(shè)備狀態(tài)和壓板狀態(tài)等信息進(jìn)行采集，從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)。各層功能模塊及主要功能體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

3.1數(shù)據(jù)采集部分

數(shù)據(jù)采集部分是整個(gè)在線運(yùn)維系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分，該部分的主要功能是對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的具體數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、整理與傳輸。因此，該部分又包含有幾個(gè)模塊即；前置采集模塊、報(bào)文分析模塊、二次回路配置模塊。三個(gè)模塊協(xié)同工作以完成信息采集工作。信息采集模塊主要對(duì)交換機(jī)、智能終端、保護(hù)裝置以及合并單元等各個(gè)物理部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并將相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行上傳。報(bào)文分析模塊是對(duì)過程層網(wǎng)絡(luò)中GOOSE、MMS、SV報(bào)文等信息進(jìn)行采集，對(duì)報(bào)文信息中的格式與內(nèi)容錯(cuò)誤進(jìn)行解析并檢查報(bào)文配置與SCD文件中的配置信息的一致性，并將最后的分析結(jié)果進(jìn)行上傳。二次回路配置模塊對(duì)用以完成對(duì)SCD文件的導(dǎo)入，對(duì)端口、SV等的具體配置信息進(jìn)行讀取與上傳從而得到終端設(shè)備的具體配置狀態(tài)信息。

3.2數(shù)據(jù)應(yīng)用部分

數(shù)據(jù)應(yīng)用部分是對(duì)數(shù)據(jù)采集部分傳送的信息進(jìn)行分析，主要涉及到三個(gè)模塊即：繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊、二次回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及二次回路模型庫。繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊主要對(duì)前置采集模塊上傳的信息進(jìn)行判斷、分析其趨勢(shì)、對(duì)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估、以及與同類設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行對(duì)比以得出最真實(shí)的繼電保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)，并將相應(yīng)的處理結(jié)果傳輸?shù)綌?shù)據(jù)展示部分以供工作人員進(jìn)行參考。二次回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊主要對(duì)報(bào)文分析模塊上傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，同時(shí)綜合設(shè)備的具體狀態(tài)信息，端口的狀態(tài)信息，以及鏈路的具體狀態(tài)信息進(jìn)行處理，最終獲取各個(gè)物理鏈路與邏輯鏈路的運(yùn)行狀態(tài)[2]。二次回路配置模塊其中又包含了兩種不同的模型，第一種為物理鏈路模型，第二種為邏輯鏈路模型。二次回路數(shù)據(jù)庫又包括物理鏈路、邏輯鏈路的具體狀態(tài)。

3.3數(shù)據(jù)展示部分

數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)應(yīng)用部分進(jìn)行綜合分析后會(huì)繼續(xù)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)展示部分對(duì)繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)進(jìn)行報(bào)告，其中主要包括設(shè)備狀態(tài)異常警告、鏈路狀態(tài)異常警告、邏輯鏈路的圖像展示以及物理鏈路的圖像展示等四個(gè)部分。設(shè)備狀態(tài)異常警告主要針對(duì)于物理設(shè)備的異常狀態(tài)進(jìn)行報(bào)告，鏈路狀態(tài)異常報(bào)告主要針對(duì)過程層網(wǎng)絡(luò)的異常信息進(jìn)行報(bào)告。邏輯鏈路的圖像展示可以使相關(guān)的工作人員及時(shí)了解繼電保護(hù)裝置的邏輯鏈路信息。物理鏈路的圖像展示是展示繼電保護(hù)裝置的實(shí)際物理鏈路信息。這一部分主要是對(duì)在線維護(hù)系統(tǒng)采集到的具體信息直觀地反應(yīng)在工作人員面前，以便工作人員開展檢修維護(hù)工作。

結(jié)語：智能變電站的繼電保護(hù)裝置在線運(yùn)維系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的在線運(yùn)維的基礎(chǔ)，可以有效降低工作人員的相關(guān)工作量，有效提高對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的監(jiān)測(cè)與維護(hù)，有助于運(yùn)維工作對(duì)故障的及時(shí)發(fā)現(xiàn)與處理，最終實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備的正常平穩(wěn)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊玉娜，謝麗霞.智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)維系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用與實(shí)踐[J].通訊世界，2016（23）：238-239.

[2]篤峻，葉翔，葛立青，楊貴，周奕帆.智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)維系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)[J].電力自動(dòng)化設(shè)備，2016，36（07）：163-168+175.