智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)研究

張瀟 國(guó)網(wǎng)寧夏電力有限公司檢修公司

近年來(lái)，電網(wǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大，越來(lái)越多的輸電線路和變電站數(shù)量逐漸增多，這給當(dāng)前我國(guó)繼電保護(hù)工作的狀態(tài)監(jiān)控提出了更高的要求。繼電保護(hù)工作是一項(xiàng)復(fù)雜性高、技術(shù)性強(qiáng)工作，不僅要求全面的保護(hù)技術(shù)，更需要綜合性強(qiáng)的人才，并且長(zhǎng)期處于較大的工作壓力下，很多供電公司的工作人員長(zhǎng)期處于高負(fù)荷工作狀態(tài)，在進(jìn)行二次設(shè)備監(jiān)測(cè)過(guò)程中也難免出現(xiàn)工作失誤的情況，這樣一來(lái)，智能變電站的應(yīng)用能夠有效地降低人員檢修和維護(hù)的壓力，通過(guò)動(dòng)態(tài)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備來(lái)減小工作量和維修成本。

一、智能變電站系統(tǒng)的構(gòu)成

為了滿足人們對(duì)電力的多元化需求，電力系統(tǒng)功能越來(lái)越多元化，電網(wǎng)建設(shè)的規(guī)模也逐漸增大，在今天變電站逐漸變得智能化和智慧化，通過(guò)可靠、先進(jìn)和環(huán)保的智能設(shè)備來(lái)加強(qiáng)電網(wǎng)的智能把控，通過(guò)實(shí)時(shí)傳輸數(shù)據(jù)和信息加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和通信之間的有效連接，更好地實(shí)現(xiàn)信息共享，符合當(dāng)前我國(guó)變電站發(fā)展的實(shí)際需求。在智能化變電站系統(tǒng)當(dāng)中能夠通過(guò)一體化的信息采集、信息控制、信息計(jì)算、信息輸送和測(cè)量等功能，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控將各個(gè)系統(tǒng)之間達(dá)到相互連接，采用更加多元化和高級(jí)的功能，滿足當(dāng)前我國(guó)電網(wǎng)需求的綜合性。智能變電站當(dāng)前主要分為三個(gè)組成部分，分別是站控層、間隔層以及過(guò)程層。站控層主要是通過(guò)內(nèi)部的自動(dòng)化操作系統(tǒng)對(duì)通信以及時(shí)間進(jìn)行糾正，加強(qiáng)內(nèi)部設(shè)計(jì)的綜合管控，此外也能夠通過(guò)有效的加強(qiáng)數(shù)據(jù)收集和整理的效果，實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)的有效運(yùn)營(yíng)。間隔層能夠通過(guò)對(duì)變電站進(jìn)行監(jiān)控和控制，發(fā)揮保護(hù)功能，一旦內(nèi)部發(fā)生問(wèn)題，有效地推動(dòng)二次電氣設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。最后過(guò)程層是對(duì)變電站系統(tǒng)內(nèi)的一次設(shè)備、智能終端設(shè)備以及其他相關(guān)設(shè)備之間的有效連接，加強(qiáng)了智能變電站系統(tǒng)應(yīng)用的效果，也能夠?qū)?nèi)部實(shí)現(xiàn)智能化運(yùn)用和管理，通過(guò)不同組成部分的有效應(yīng)用才能夠達(dá)到智能變電站系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

二、智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)指標(biāo)體系建立原則

（一）智能變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

根據(jù)當(dāng)前最新的智能變電站二次系統(tǒng)結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，需要對(duì)三層和兩網(wǎng)進(jìn)行全面把控，通過(guò)對(duì)過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)以及站控層網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行綜合分析，加強(qiáng)對(duì)不同電氣量測(cè)量和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的效果，更加緊密的聯(lián)系數(shù)據(jù)，通過(guò)有效的各種設(shè)備和過(guò)程的分析來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的控制和信息數(shù)量的計(jì)算。在這個(gè)過(guò)程中，要嚴(yán)格按照不同設(shè)備之間的聯(lián)系進(jìn)行主要設(shè)備的安裝，在安裝過(guò)程中要加強(qiáng)保護(hù)裝置、測(cè)控裝置以及故障記錄儀等安裝。不同的智能變電站需求不同，在選擇時(shí)也要有一定的側(cè)重，站控層可以通過(guò)提供人機(jī)交互界面來(lái)實(shí)現(xiàn)智能化的控制，加強(qiáng)間隔層與過(guò)程層之間的設(shè)備綜合管理，通過(guò)一體式管理來(lái)提高信息保護(hù)管理的效果，也能夠通過(guò)封閉操作等功能來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的安全性。同時(shí)，主要設(shè)備內(nèi)部要加強(qiáng)監(jiān)控主機(jī)運(yùn)動(dòng)裝置以及管理網(wǎng)絡(luò)之間管理，更好的加強(qiáng)交換機(jī)設(shè)備傳輸，采樣信息的效果提高其控制能力。

（二）二次設(shè)備狀態(tài)指標(biāo)建立原則

二次設(shè)備要想使其狀態(tài)符合實(shí)際需求，一定要按照指標(biāo)建立相關(guān)原則，通過(guò)建立的指標(biāo)體系來(lái)反映出當(dāng)前的實(shí)際狀態(tài)，更加客觀準(zhǔn)確的提高其穩(wěn)定性使其能夠直接評(píng)估最后的結(jié)果，這也是后續(xù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重要研究?jī)?nèi)容。影響二次設(shè)備內(nèi)部運(yùn)行的因素眾多，無(wú)論是周圍環(huán)境、工作人員還是自然環(huán)境和檢修等情況都會(huì)受到不同因素的影響，所以在對(duì)其狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，要將各種信息進(jìn)行綜合分析，對(duì)其設(shè)備本身的復(fù)雜性和困難性都要集中考慮，這樣才能夠按照實(shí)際情況進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄，從而為后續(xù)的運(yùn)維管理提供經(jīng)驗(yàn)。在進(jìn)行狀態(tài)檢測(cè)時(shí)，首先要按照科學(xué)性原則，嚴(yán)格按照相應(yīng)的指標(biāo)體系建立檢測(cè)環(huán)節(jié)。根據(jù)相關(guān)的規(guī)范和要求，對(duì)二次設(shè)備的實(shí)際情況進(jìn)行綜合反映。第二，要按照全面性原則，根據(jù)智能變電站內(nèi)的評(píng)估指標(biāo)體系，從總體的角度對(duì)其健康狀態(tài)進(jìn)行反應(yīng)，同時(shí)也要通過(guò)多元的分析來(lái)反映其狀態(tài)和能力。第三，要通過(guò)可行性原則使其狀態(tài)指標(biāo)更易獲取其數(shù)據(jù)，更有操作性。第四，通過(guò)定性與定量的分析，對(duì)不同的智能變電站來(lái)說(shuō)，對(duì)其設(shè)備狀態(tài)要從不同角度進(jìn)行管理，需要綜合考慮不同指標(biāo)來(lái)進(jìn)行狀態(tài)的分析。最后，要通過(guò)整體性與結(jié)構(gòu)性兼顧的原則運(yùn)用系統(tǒng)和單一的論點(diǎn)，對(duì)不同要素進(jìn)行分類和劃分，將不同層次、不同內(nèi)容的設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行掌握。

三、智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)指標(biāo)體系

對(duì)智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)過(guò)程中，首先要按照一定的狀態(tài)指標(biāo)體系進(jìn)行特征量分析，通過(guò)特征量分析更能夠反映當(dāng)前智能變電站設(shè)備的實(shí)際運(yùn)營(yíng)情況，并且通過(guò)同步設(shè)備、智能終端以及測(cè)量回路等較為典型的內(nèi)容進(jìn)行全面把控。同時(shí)也對(duì)出廠信息、設(shè)備自身運(yùn)行參數(shù)以及周圍狀態(tài)等結(jié)合，所以智能變電站二次設(shè)備影響因素較多，不同設(shè)備的狀態(tài)特征不同，所以在進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)要從不同角度、不同層次來(lái)反映設(shè)備的運(yùn)行情況。在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，要考慮電力企業(yè)相映的管理差異，監(jiān)測(cè)水平的差異以及技術(shù)水平的不同，通過(guò)更加全面的分析加強(qiáng)其運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)的相互考慮，來(lái)使其狀態(tài)評(píng)估要求更符合實(shí)際情況。此外，在智能狀態(tài)特征分析時(shí)，要考慮時(shí)間性能、穩(wěn)定性能、電氣性能、檢修性能等不同性能對(duì)其狀態(tài)檢測(cè)對(duì)的效果不同，而通過(guò)將各種狀態(tài)特征量按照一定的指標(biāo)體系進(jìn)行分析才能夠符合要求。同時(shí)在測(cè)量的過(guò)程中，要嚴(yán)格按照相關(guān)的保護(hù)體系進(jìn)行控制，加強(qiáng)智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)評(píng)估的有效性。一旦發(fā)現(xiàn)其狀態(tài)監(jiān)測(cè)不符合實(shí)際要求，要及時(shí)加強(qiáng)各個(gè)回路之間的系統(tǒng)把控，同時(shí)，架設(shè)保護(hù)裝置，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸數(shù)據(jù)，一旦發(fā)現(xiàn)內(nèi)部存在設(shè)備缺陷和系統(tǒng)故障，要及時(shí)應(yīng)用有效的保護(hù)動(dòng)作來(lái)切除故障。

四、智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)評(píng)估

在進(jìn)行智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)評(píng)估時(shí)，要按照一定的評(píng)估方法進(jìn)行。二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)是一個(gè)多指標(biāo)的監(jiān)測(cè)過(guò)程，首先要對(duì)各個(gè)設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行集合，加強(qiáng)不同狀態(tài)之間的把控，對(duì)不同狀態(tài)的指標(biāo)進(jìn)行權(quán)重的分配更好的加強(qiáng)狀態(tài)評(píng)估結(jié)果的確定。最后也要通過(guò)指標(biāo)權(quán)重值與二次設(shè)備的綜合狀態(tài)來(lái)確定評(píng)估結(jié)果。各個(gè)指標(biāo)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，其狀態(tài)具有模糊性，在分析過(guò)程中要根據(jù)其實(shí)際狀態(tài)，按照一定的等級(jí)程度進(jìn)行狀態(tài)隸屬的分析，如果當(dāng)前狀態(tài)顯示為嚴(yán)重狀態(tài)，要盡快安排停電進(jìn)行全面系統(tǒng)檢修，如果提出的狀態(tài)是注意狀態(tài)，可以通過(guò)實(shí)時(shí)監(jiān)控動(dòng)態(tài)的把控，對(duì)一些存在的問(wèn)題優(yōu)先進(jìn)行檢修和試驗(yàn)。一般狀態(tài)是說(shuō)明現(xiàn)在的問(wèn)題較小，可以通過(guò)正常周期的檢修發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)進(jìn)行維護(hù)。在良好狀態(tài)下，說(shuō)明當(dāng)前智能變電站內(nèi)的設(shè)備均處于正常狀態(tài)，可以適當(dāng)延長(zhǎng)維修或試驗(yàn)來(lái)保證整個(gè)電力輸送的穩(wěn)定性，所以在根據(jù)不同顯示的狀態(tài)下，可以建立有效的分析評(píng)估體系，通過(guò)不同的指標(biāo)層來(lái)研究當(dāng)前的信息情況，更好地加強(qiáng)基礎(chǔ)性工作的分析，這樣能夠?qū)罄m(xù)設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測(cè)工作提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

五、智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)對(duì)象

智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)難度更大，更加符合復(fù)雜，所以在監(jiān)測(cè)過(guò)程中，一定要通過(guò)對(duì)其設(shè)備狀態(tài)的綜合監(jiān)測(cè)來(lái)了解其內(nèi)容。與一次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)不同，二次設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)需要通過(guò)單獨(dú)監(jiān)測(cè)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣才能更好的對(duì)每一個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行綜合把控。近年來(lái)，科學(xué)技術(shù)和智能化技術(shù)不斷融入變電站當(dāng)中，通過(guò)二次設(shè)備與智能監(jiān)測(cè)技術(shù)的有效結(jié)合強(qiáng)化了監(jiān)測(cè)的能力，通過(guò)有效的通信功能加強(qiáng)了不同系統(tǒng)的有效連接，更好的通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)的設(shè)置來(lái)完善通訊功能也發(fā)揮了二次設(shè)備監(jiān)測(cè)的優(yōu)化效果。二次設(shè)備雖然與一次設(shè)備沒有直接進(jìn)行接觸，但是當(dāng)智能變電站處于運(yùn)行高峰時(shí)期是二次設(shè)備，會(huì)對(duì)一次設(shè)備的電壓交換和輔助任務(wù)產(chǎn)生一定影響，這時(shí)候也能夠有效地對(duì)運(yùn)行效率和變電系統(tǒng)的運(yùn)行情況產(chǎn)生影響，如果沒能發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，就會(huì)導(dǎo)致其出現(xiàn)故障，所以需要通過(guò)有效的監(jiān)測(cè)來(lái)保障其運(yùn)行效果。智能變電站中的二次設(shè)備主要是為一次設(shè)備進(jìn)行輔助，在內(nèi)部需要通過(guò)二次設(shè)備的優(yōu)化來(lái)加強(qiáng)一次設(shè)備的輔助效果，通過(guò)將直流電源信號(hào)控制裝置、絕緣監(jiān)察裝置以及繼電保護(hù)裝置等綜合進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)才能更好的對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的狀態(tài)進(jìn)行分析。同時(shí)，裝置本身自動(dòng)系統(tǒng)的健康狀況以及各個(gè)狀態(tài)是影響智能變電站運(yùn)行的重要內(nèi)容，所以也應(yīng)該通過(guò)綜合考慮提高監(jiān)測(cè)效果。

六、智能變電站二次設(shè)備監(jiān)測(cè)技術(shù)

（一）分布式數(shù)字化保護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

智能變電站二次設(shè)備在監(jiān)測(cè)過(guò)程中需要嚴(yán)格按照一定的技術(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣才能夠提高其監(jiān)測(cè)水平。首先要通過(guò)分布式數(shù)字化保護(hù)裝置的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，這種方式能夠通過(guò)在電子互感器的作用下更好地將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，加強(qiáng)不同狀態(tài)監(jiān)測(cè)的有效性，以光纖為媒介傳播，加強(qiáng)相關(guān)信息的保護(hù)。同時(shí)，將各個(gè)信息輸送的能量進(jìn)行集合，在分布式保護(hù)裝置中，不同的間隔層具有獨(dú)立的繼電保護(hù)裝置，這種裝置能夠使各種設(shè)備達(dá)到良好運(yùn)行，通過(guò)有效的分布裝置來(lái)使其保護(hù)層接口更加穩(wěn)定，甚至對(duì)于一些雙接口來(lái)說(shuō)，可以通過(guò)主變間隔層以及母線間隔層來(lái)達(dá)到有效的監(jiān)測(cè)效果。電子互感器是一種重要的監(jiān)測(cè)技術(shù)設(shè)備，能夠避免電壓輸入，也能夠有效地加強(qiáng)采樣效果來(lái)提高監(jiān)測(cè)的數(shù)字化。此外，自動(dòng)檢測(cè)裝置能夠?qū)z測(cè)采樣值優(yōu)化，提高接收和檢測(cè)的效果，如果出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)就會(huì)發(fā)出警告，電子互感器能夠通過(guò)自動(dòng)化和人工維護(hù)的方式使其正常運(yùn)行。分布式數(shù)字化保護(hù)裝置是當(dāng)前常見的二次設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)裝置，在應(yīng)用過(guò)程中其難度較小，能夠通過(guò)自動(dòng)化的方式來(lái)體現(xiàn)其優(yōu)越性能。同時(shí)對(duì)于一些不必監(jiān)測(cè)的回路絕緣狀態(tài)能夠減輕其監(jiān)測(cè)內(nèi)容，通過(guò)有效的信息共享來(lái)實(shí)現(xiàn)維修和監(jiān)測(cè)的可靠性與靈活性。此外，與常規(guī)的變電站監(jiān)測(cè)相比，軟壓板的監(jiān)測(cè)難度更小，應(yīng)用也更加廣泛，能夠有效的通過(guò)智能開關(guān)來(lái)維護(hù)其狀態(tài)，使監(jiān)測(cè)效率有效提高。

（二）集中式數(shù)字化保護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

集中式數(shù)字化保護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)需要嚴(yán)格按照設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)流程進(jìn)行，首先需要對(duì)狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，通過(guò)全面、準(zhǔn)確、可靠的數(shù)據(jù)才能對(duì)后續(xù)二次設(shè)備的狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估。同時(shí)也要加強(qiáng)狀態(tài)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的效果，智能變電站中二次數(shù)據(jù)都是通過(guò)有線傳播，這種傳播效率更加穩(wěn)定，也能夠通過(guò)監(jiān)測(cè)器和預(yù)警系統(tǒng)及時(shí)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，工作人員也可以按照相關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)進(jìn)行處理。同時(shí)數(shù)據(jù)處理的質(zhì)量直接會(huì)影響到后續(xù)監(jiān)測(cè)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，在這個(gè)過(guò)程中要及時(shí)對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行正常管理，一旦發(fā)生問(wèn)題通過(guò)系統(tǒng)警報(bào)來(lái)進(jìn)行重新數(shù)據(jù)處理工作。最后，要通過(guò)模塊監(jiān)測(cè)對(duì)異常數(shù)據(jù)信號(hào)進(jìn)行處理，加強(qiáng)各個(gè)裝置的綜合把控，通過(guò)集中式數(shù)字化保護(hù)裝置對(duì)不同的功能進(jìn)行管理，通過(guò)雙套保護(hù)配置來(lái)加強(qiáng)監(jiān)控的可靠性。此外，在設(shè)備維護(hù)階段，可以通過(guò)綜合的保護(hù)裝置應(yīng)用將原本單臺(tái)分布式裝置電源的單獨(dú)監(jiān)控放置在集中監(jiān)控平臺(tái)當(dāng)中，這樣能夠有效的降低監(jiān)測(cè)對(duì)象的數(shù)量，提高監(jiān)測(cè)的集中性，更好的節(jié)約人力壓力，通過(guò)系統(tǒng)中所提供的數(shù)字信息來(lái)實(shí)現(xiàn)其維修的有效性，符合我國(guó)當(dāng)前智能變電站的實(shí)際需求。

七、結(jié)束語(yǔ)

變電站是電力系統(tǒng)的基礎(chǔ)性設(shè)施，為了更好地實(shí)現(xiàn)我國(guó)電力系統(tǒng)運(yùn)行的優(yōu)化，必須要通過(guò)智能化的變電站應(yīng)用來(lái)提高設(shè)備的有效性。二次設(shè)備在運(yùn)行過(guò)程中，能夠有效地對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，是保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的重要內(nèi)容，所以通過(guò)有效的保護(hù)裝置和狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)變電站監(jiān)測(cè)有效性的提高，也能夠?qū)崿F(xiàn)我國(guó)變電站的安全管理。