智能變電站二次設備狀態監測技術研究

張瀟 國網寧夏電力有限公司檢修公司

近年來，電網規模不斷擴大，越來越多的輸電線路和變電站數量逐漸增多，這給當前我國繼電保護工作的狀態監控提出了更高的要求。繼電保護工作是一項復雜性高、技術性強工作，不僅要求全面的保護技術，更需要綜合性強的人才，并且長期處于較大的工作壓力下，很多供電公司的工作人員長期處于高負荷工作狀態，在進行二次設備監測過程中也難免出現工作失誤的情況，這樣一來，智能變電站的應用能夠有效地降低人員檢修和維護的壓力，通過動態的狀態監測設備來減小工作量和維修成本。

一、智能變電站系統的構成

為了滿足人們對電力的多元化需求，電力系統功能越來越多元化，電網建設的規模也逐漸增大，在今天變電站逐漸變得智能化和智慧化，通過可靠、先進和環保的智能設備來加強電網的智能把控，通過實時傳輸數據和信息加強網絡平臺和通信之間的有效連接，更好地實現信息共享，符合當前我國變電站發展的實際需求。在智能化變電站系統當中能夠通過一體化的信息采集、信息控制、信息計算、信息輸送和測量等功能，對數據進行實時監控將各個系統之間達到相互連接，采用更加多元化和高級的功能，滿足當前我國電網需求的綜合性。智能變電站當前主要分為三個組成部分，分別是站控層、間隔層以及過程層。站控層主要是通過內部的自動化操作系統對通信以及時間進行糾正，加強內部設計的綜合管控，此外也能夠通過有效的加強數據收集和整理的效果，實現變電站系統的有效運營。間隔層能夠通過對變電站進行監控和控制，發揮保護功能，一旦內部發生問題，有效地推動二次電氣設備的穩定運行。最后過程層是對變電站系統內的一次設備、智能終端設備以及其他相關設備之間的有效連接，加強了智能變電站系統應用的效果，也能夠將內部實現智能化運用和管理，通過不同組成部分的有效應用才能夠達到智能變電站系統的正常運行。

二、智能變電站二次設備狀態指標體系建立原則

（一）智能變電站二次系統結構

根據當前最新的智能變電站二次系統結構來說，需要對三層和兩網進行全面把控，通過對過程層網絡以及站控層網絡進行綜合分析，加強對不同電氣量測量和數據轉換的效果，更加緊密的聯系數據，通過有效的各種設備和過程的分析來實現設備的控制和信息數量的計算。在這個過程中，要嚴格按照不同設備之間的聯系進行主要設備的安裝，在安裝過程中要加強保護裝置、測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，在選擇時也要有一定的側重，站控層可以通過提供人機交互界面來實現智能化的控制，加強間隔層與過程層之間的設備綜合管理，通過一體式管理來提高信息保護管理的效果，也能夠通過封閉操作等功能來實現數據的安全性。同時，主要設備內部要加強監控主機運動裝置以及管理網絡之間管理，更好的加強交換機設備傳輸，采樣信息的效果提高其控制能力。

（二）二次設備狀態指標建立原則

二次設備要想使其狀態符合實際需求，一定要按照指標建立相關原則，通過建立的指標體系來反映出當前的實際狀態，更加客觀準確的提高其穩定性使其能夠直接評估最后的結果，這也是后續設備狀態監測的重要研究內容。影響二次設備內部運行的因素眾多，無論是周圍環境、工作人員還是自然環境和檢修等情況都會受到不同因素的影響，所以在對其狀態監測時，要將各種信息進行綜合分析，對其設備本身的復雜性和困難性都要集中考慮，這樣才能夠按照實際情況進行數據記錄，從而為后續的運維管理提供經驗。在進行狀態檢測時，首先要按照科學性原則，嚴格按照相應的指標體系建立檢測環節。根據相關的規范和要求，對二次設備的實際情況進行綜合反映。第二，要按照全面性原則，根據智能變電站內的評估指標體系，從總體的角度對其健康狀態進行反應，同時也要通過多元的分析來反映其狀態和能力。第三，要通過可行性原則使其狀態指標更易獲取其數據，更有操作性。第四，通過定性與定量的分析，對不同的智能變電站來說，對其設備狀態要從不同角度進行管理，需要綜合考慮不同指標來進行狀態的分析。最后，要通過整體性與結構性兼顧的原則運用系統和單一的論點，對不同要素進行分類和劃分，將不同層次、不同內容的設備狀態進行掌握。

三、智能變電站二次設備狀態指標體系

對智能變電站二次設備狀態進行監測過程中，首先要按照一定的狀態指標體系進行特征量分析，通過特征量分析更能夠反映當前智能變電站設備的實際運營情況，并且通過同步設備、智能終端以及測量回路等較為典型的內容進行全面把控。同時也對出廠信息、設備自身運行參數以及周圍狀態等結合，所以智能變電站二次設備影響因素較多，不同設備的狀態特征不同，所以在進行狀態監測時要從不同角度、不同層次來反映設備的運行情況。在監測過程中，要考慮電力企業相映的管理差異，監測水平的差異以及技術水平的不同，通過更加全面的分析加強其運行經驗的相互考慮，來使其狀態評估要求更符合實際情況。此外，在智能狀態特征分析時，要考慮時間性能、穩定性能、電氣性能、檢修性能等不同性能對其狀態檢測對的效果不同，而通過將各種狀態特征量按照一定的指標體系進行分析才能夠符合要求。同時在測量的過程中，要嚴格按照相關的保護體系進行控制，加強智能變電站二次設備狀態評估的有效性。一旦發現其狀態監測不符合實際要求，要及時加強各個回路之間的系統把控，同時，架設保護裝置，通過網絡進行傳輸數據，一旦發現內部存在設備缺陷和系統故障，要及時應用有效的保護動作來切除故障。

四、智能變電站二次設備狀態評估

在進行智能變電站二次設備狀態評估時，要按照一定的評估方法進行。二次設備狀態監測是一個多指標的監測過程，首先要對各個設備的狀態進行集合，加強不同狀態之間的把控，對不同狀態的指標進行權重的分配更好的加強狀態評估結果的確定。最后也要通過指標權重值與二次設備的綜合狀態來確定評估結果。各個指標在監測過程中，其狀態具有模糊性，在分析過程中要根據其實際狀態，按照一定的等級程度進行狀態隸屬的分析，如果當前狀態顯示為嚴重狀態，要盡快安排停電進行全面系統檢修，如果提出的狀態是注意狀態，可以通過實時監控動態的把控，對一些存在的問題優先進行檢修和試驗。一般狀態是說明現在的問題較小，可以通過正常周期的檢修發現問題，及時進行維護。在良好狀態下，說明當前智能變電站內的設備均處于正常狀態，可以適當延長維修或試驗來保證整個電力輸送的穩定性，所以在根據不同顯示的狀態下，可以建立有效的分析評估體系，通過不同的指標層來研究當前的信息情況，更好地加強基礎性工作的分析，這樣能夠對后續設備狀態的監測工作提供數據基礎。

五、智能變電站二次設備狀態監測對象

智能變電站二次設備狀態監測難度更大，更加符合復雜，所以在監測過程中，一定要通過對其設備狀態的綜合監測來了解其內容。與一次設備狀態監測不同，二次設備的狀態監測需要通過單獨監測設備進行監測，這樣才能更好的對每一個設備的運行情況進行綜合把控。近年來，科學技術和智能化技術不斷融入變電站當中，通過二次設備與智能監測技術的有效結合強化了監測的能力，通過有效的通信功能加強了不同系統的有效連接，更好的通過自動檢測系統的設置來完善通訊功能也發揮了二次設備監測的優化效果。二次設備雖然與一次設備沒有直接進行接觸，但是當智能變電站處于運行高峰時期是二次設備，會對一次設備的電壓交換和輔助任務產生一定影響，這時候也能夠有效地對運行效率和變電系統的運行情況產生影響，如果沒能發現問題，就會導致其出現故障，所以需要通過有效的監測來保障其運行效果。智能變電站中的二次設備主要是為一次設備進行輔助，在內部需要通過二次設備的優化來加強一次設備的輔助效果，通過將直流電源信號控制裝置、絕緣監察裝置以及繼電保護裝置等綜合進行狀態監測才能更好的對各個環節的狀態進行分析。同時，裝置本身自動系統的健康狀況以及各個狀態是影響智能變電站運行的重要內容，所以也應該通過綜合考慮提高監測效果。

六、智能變電站二次設備監測技術

（一）分布式數字化保護裝置的狀態監測

智能變電站二次設備在監測過程中需要嚴格按照一定的技術進行監測，這樣才能夠提高其監測水平。首先要通過分布式數字化保護裝置的動態監測，這種方式能夠通過在電子互感器的作用下更好地將模擬信號轉化為數字信號，加強不同狀態監測的有效性，以光纖為媒介傳播，加強相關信息的保護。同時，將各個信息輸送的能量進行集合，在分布式保護裝置中，不同的間隔層具有獨立的繼電保護裝置，這種裝置能夠使各種設備達到良好運行，通過有效的分布裝置來使其保護層接口更加穩定，甚至對于一些雙接口來說，可以通過主變間隔層以及母線間隔層來達到有效的監測效果。電子互感器是一種重要的監測技術設備，能夠避免電壓輸入，也能夠有效地加強采樣效果來提高監測的數字化。此外，自動檢測裝置能夠對檢測采樣值優化，提高接收和檢測的效果，如果出現異常數據就會發出警告，電子互感器能夠通過自動化和人工維護的方式使其正常運行。分布式數字化保護裝置是當前常見的二次設備狀態檢測裝置，在應用過程中其難度較小，能夠通過自動化的方式來體現其優越性能。同時對于一些不必監測的回路絕緣狀態能夠減輕其監測內容，通過有效的信息共享來實現維修和監測的可靠性與靈活性。此外，與常規的變電站監測相比，軟壓板的監測難度更小，應用也更加廣泛，能夠有效的通過智能開關來維護其狀態，使監測效率有效提高。

（二）集中式數字化保護裝置的狀態監測

集中式數字化保護裝置的狀態監測需要嚴格按照設備狀態監測流程進行，首先需要對狀態數據進行收集，通過全面、準確、可靠的數據才能對后續二次設備的狀態進行評估。同時也要加強狀態數據監測的效果，智能變電站中二次數據都是通過有線傳播，這種傳播效率更加穩定，也能夠通過監測器和預警系統及時對異常數據進行綜合分析，工作人員也可以按照相關數據及時進行處理。同時數據處理的質量直接會影響到后續監測技術的實際應用，在這個過程中要及時對異常數據進行正常管理，一旦發生問題通過系統警報來進行重新數據處理工作。最后，要通過模塊監測對異常數據信號進行處理，加強各個裝置的綜合把控，通過集中式數字化保護裝置對不同的功能進行管理，通過雙套保護配置來加強監控的可靠性。此外，在設備維護階段，可以通過綜合的保護裝置應用將原本單臺分布式裝置電源的單獨監控放置在集中監控平臺當中，這樣能夠有效的降低監測對象的數量，提高監測的集中性，更好的節約人力壓力，通過系統中所提供的數字信息來實現其維修的有效性，符合我國當前智能變電站的實際需求。

七、結束語

變電站是電力系統的基礎性設施，為了更好地實現我國電力系統運行的優化，必須要通過智能化的變電站應用來提高設備的有效性。二次設備在運行過程中，能夠有效地對其狀態進行監測，是保證電力系統安全穩定的重要內容，所以通過有效的保護裝置和狀態監測技術，能夠實現我國變電站監測有效性的提高，也能夠實現我國變電站的安全管理。