智能變電站二次設備在線監測技術探討

摘 要：智能變電站有數據共享方便、二次回路簡單、節約投資和占地少等優點，是未來的發展趨勢。智能站變電站智能化程度不斷提高，對受控裝置本身關鍵信息的監視能力越來越強，為智能變電站二次設備和二次回路在線監測及狀態檢修提供了良好的基礎。本文主要針對智能變電站二次設備在線監測技術進行研究，提高變電站運行維護的智能化水平。

關鍵詞：智能變電站；二次設備；在線監測

中圖分類號：TM76 文獻標識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0147-01

1 引 言

隨著智能電網建設的推進，國網公司明確提出對二次設備在線監測新的技術要求。智能變電站監控系統的智能化程度不斷提高，對受控裝置本身關鍵信息的監視能力越來越強，為智能變電站二次設備和二次回路在線監測及狀態檢修提供了良好的基礎。

2 光纖回路在線監測

光纖通信的鏈路包括以下環節（其中發送方和接收方對應物理設備，可以是保護裝置、合并單元、智能終端、智能合并單元或交換機）。

（1）發送方光纖接口；

（2）點對點光纖；

（3）接收方光纖接口。

對于過程層的設備，從設備損壞可能導致光纖網口通信異常的層次來說，包括以下三個層次：

（1）整個裝置：當裝置電源出現異常時，將導致裝置所有的光纖網絡口通信出現異常；

（2）接口插件：當裝置光纖接口插件出現異常時，將導致插件所有的光纖網絡口通信出現異常；

（3）光纖接口：當裝置單個光纖接口出現異常時，將導致該光纖接口通信出現異常。

從光纖通信監視的原理來看，光纖通信的監視功能是在接收方完成的，在光纖鏈路異常時，接收方將無法正常的接收數據，從而判斷光纖鏈路發生了異常，但是接收方實際上沒法直接判斷是鏈路的哪個參與環節出現了問題，即無法定位到發送方光纖接口、通信鏈路或者是接收方光纖接口發送了異常，同時需要注意，為了方便的實現光纖鏈路狀態監視，接收設備發出的鏈路異常報警需要有明確的物理概念。

實際應用過程中，過程層設備的光纖通信異常可能是由插件異常，或者是裝置異常引起，這樣在設備異常過程中，在整個變電站來看，將有很多設備產生對應的鏈路異常信號，二次回路在線監測的一個主要工作就是通過這些鏈路異常信號，進行鏈路異常的準確定位。

3 過程層GOOSE、SV通信狀態監視

在實際工程中，會出現過程層的通信配置和SCD文件不一致的現象，出現這種情況時需要及時準確的告警以提示運行人員。對GOOSE和SV配置進行在線校對，并在發現發送配置和接收配置不匹配的時候發出告警信號。只要可以驗證發送的配置和SCD集成配置一致，就可以在邏輯上驗證過程層裝置的發送配置、接收配置與SCD集成配置的一致性。

對GOOSE信息的幀結構、組播地址與源地址匹配關系、幀時序、頻率進行監視，對異常信號、信號丟失、信號消失、信號恢復、信號連接不可靠、信號傳輸過程異常等異常情況進行告警和記錄，并將報警信號上傳調度。

對SV采樣值信息的幀結構、組播地址與源地址匹配關系、序號、幀時序、頻率、信號同步性進行監視，對異常信號、信號丟失、信號消失、信號恢復、信號連接不可靠等異常情況進行告警和記錄，并將報警信號上傳調度。

4 開關量輸入二次回路狀態檢測

智能變電站繼電保護裝置，采取開關量輸入二次回路的方式，采集相關信號，包括保護動作信號與閉鎖信號等，來判斷繼電保護裝置運行的性能。利用在線監測與診斷技術，進行繼電保護裝置的自檢與診斷功能，能夠實現部分開關量輸入二次回路實際狀態的檢測。具體包括以下內容：

（1）保護接點動作型開入量二次回路狀態檢測。為確保繼電保護設備動作的準確性，要引入相應的開關量進行分析，比如變壓器保護動作接入電壓閉鎖。以斷路器失靈保護案例進行分析，明確檢測邏輯。在正常情況下，失靈保護啟動開入量為0，當系統故障時，開入量為1，此時繼電保護動作，能夠實現故障切除。需要注意的是，當保護檢測到開入量是1，并且時間>10s，則判斷此開入量與開關回路出現異常。基于此，在單套保護裝置中，引入保護動作型開入量，按照超時判斷邏輯，能夠實現在線狀態檢測。

（2）雙套保護設備開入量二次回路檢測。對于此類裝置，按照相關規范，其為開關量輸入，二次回路接入要雙重化配置。通常情況下，相同間隔的2套保護，其對應開入量狀態要保持相同。基于此，利用保護信息系統，對此裝置采集的開入量進行狀態采集與分析。若二者狀態未能相互對應，則能夠診斷此開入二次回路異常。利用此檢測方法，能夠準確檢測出各類異常狀況，包括二次回路斷線故障、接點粘連以及絕緣故障等，實現保護裝置在線監測與診斷。

5 斷路器二次操作回路運行狀態檢測

智能變電站斷路器二次操作回路，其主要是由智能操作終端以及智能操作箱等組成。保護主要通過網絡監測手段，對二次操作回路，開展實時狀態檢測。按照繼電保護狀態檢修相關規范與要求，依據狀態評價結果，進行狀態檢修。由于跳合閘出口接點處于密封狀態，難以獲得其工作狀態，采取傳統的檢測手段，難以實現快速精準檢測。對于此問題，采用其它方式來取代原單接點動作方式，比如雙接點串聯方式，實現在線狀態檢測。利用繼電保護二次回路在線監測與診斷技術，對智能變電站繼電保護裝置，進行運行狀態檢測，能夠及時發現二次回路運行故障問題，在實際應用中發揮著積極的作用。值得一提的是，二次回路故障診斷中，故障精準定位是主要內容，利用此技術能夠精準定位故障發生在保護裝置或者交換設備等位置，能夠縮減故障時間，進一步提升供電的可靠性。

6 結 語

智能變電站運行過程中，通過對站內二次設備和二次回路進行在線監測，能夠及時發現故障，精準定位故障位置，對保證智能變電站的安全經濟運行，防止事故發生和擴大起到重要作用，保障電網運行的安全和穩定。

參考文獻

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收稿日期：2018-11-5

作者簡介：馮 琳（1987-），女，工程師，工學學士，主要從事繼電保護方面的工作。