智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

李永華

寧夏寧電電力設(shè)計(jì)有限公司，寧夏 銀川，750000

0 引言

隨著科技的進(jìn)步，現(xiàn)階段大多數(shù)智能變電站已經(jīng)研發(fā)了繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)技術(shù)，繼電保護(hù)裝置的信息也在不斷開(kāi)放和共享，而且繼電保護(hù)系統(tǒng)能夠更好地支持相應(yīng)的狀態(tài)和信息檢測(cè)，也可以通過(guò)這樣的通信方式去輸出信息。結(jié)合自動(dòng)化方式進(jìn)行信息的集中存儲(chǔ)，可以統(tǒng)一展開(kāi)分析，讓信息更加準(zhǔn)確，同時(shí)起到保護(hù)功能。利用智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)，還可以實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)級(jí)的全景實(shí)時(shí)檢測(cè)，并且延長(zhǎng)電網(wǎng)裝備的壽命。本文針對(duì)目前我國(guó)的輸電線路設(shè)備管理和智能變電站技術(shù)研究等方向展開(kāi)了詳細(xì)的分析和探討，希望能夠更好地解決問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)理想目標(biāo)[1]。

1 智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分析

智能變電站在以往的發(fā)展過(guò)程中，有很多種類(lèi)的繼電保護(hù)裝置，在選擇設(shè)備的時(shí)候，應(yīng)當(dāng)根據(jù)電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況，更加科學(xué)地展開(kāi)對(duì)設(shè)備的保護(hù)工作，并且由技術(shù)人員認(rèn)真分析設(shè)備的功能，從而保證電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)工作能夠更好地進(jìn)行，第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)并判斷出電力系統(tǒng)故障問(wèn)題。電力行業(yè)絕大多數(shù)的繼電保護(hù)裝置都有連接網(wǎng)絡(luò)的功能，擁有較高的靈敏度，而且能夠更好地應(yīng)對(duì)一些突發(fā)問(wèn)題。為了避免電力系統(tǒng)出現(xiàn)一些不可預(yù)知的問(wèn)題，應(yīng)當(dāng)利用繼電保護(hù)技術(shù)保障電力設(shè)備的自動(dòng)化運(yùn)維工作，避免損害到電力設(shè)備。隨著自動(dòng)化技術(shù)的快速發(fā)展，電力系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)引入該技術(shù)，從而更好地保證我國(guó)繼電保護(hù)系統(tǒng)的發(fā)展[2]。利用單片機(jī)技術(shù)的過(guò)程中，需要加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確性，給監(jiān)督人員提供更加詳細(xì)的資料，讓管理工作可以更加便利，發(fā)揮出網(wǎng)絡(luò)控制調(diào)節(jié)的優(yōu)勢(shì)。

2 智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成

2.1 合并單元

智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中利用合并單元，可以更好地優(yōu)化繼電保護(hù)系統(tǒng)中的保護(hù)裝置，也可以保證互感器之間的接線工作進(jìn)一步完善，同時(shí)也可以保證單元和單元之間能夠共享信息和數(shù)據(jù)，從而能夠提高繼電保護(hù)工作的質(zhì)量和效率。目前階段，應(yīng)用合并單元的場(chǎng)所基本上都是位于過(guò)程層和隔層之間。我們可以利用合并單元更好地進(jìn)行工作，比如能夠降低繼電保護(hù)技術(shù)的難度系數(shù)，從而也能夠更好地提高繼電保護(hù)系統(tǒng)的工作效率[3]。

2.2 電流互感器

電流互感器中有繞組和閉合鐵芯。當(dāng)我們?cè)诶迷诰€監(jiān)測(cè)系統(tǒng)保護(hù)智能變電站運(yùn)行的過(guò)程中，可以應(yīng)用電流互感器進(jìn)行工作，不過(guò)需要利用數(shù)字信號(hào)作為基礎(chǔ)依據(jù)。在此過(guò)程中能夠發(fā)揮出電流互感器的優(yōu)勢(shì)，更方便地執(zhí)行任務(wù)指令，并不需要工作人員再進(jìn)行操作。現(xiàn)階段，比較常見(jiàn)的電流互感器包括無(wú)源型和有源型兩種，在應(yīng)用過(guò)程中會(huì)有非常明顯的工作效果差異[4]。

2.3 交換機(jī)

智能交換機(jī)在運(yùn)行的過(guò)程中，都可以交換大量的信息，在繼電保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中，交換機(jī)能夠更好地處理單元和單元之間數(shù)據(jù)，并且保證數(shù)據(jù)傳輸比較穩(wěn)定，讓數(shù)據(jù)更加安全可靠。現(xiàn)階段，在智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行當(dāng)中，可以利用交換機(jī)展開(kāi)工作，從而讓變電站內(nèi)部的信息傳遞速度更快，提高變電站的工作效率。

2.4 智能終端

在智能變電站中比較常見(jiàn)的屬于智能終端。智能終端最大的意義是很快速地對(duì)變電站的數(shù)據(jù)展開(kāi)處理工作，同時(shí)也能夠更好地發(fā)現(xiàn)故障問(wèn)題，及時(shí)做出警報(bào)提醒。智能終端的工作內(nèi)容可以體現(xiàn)在多方面，能夠24小時(shí)監(jiān)控?cái)嗦菲鞯倪\(yùn)行情況，也可以在第一時(shí)間發(fā)送設(shè)備的狀態(tài)信息，嚴(yán)格控制電閘操作的開(kāi)關(guān)，可以保證電閘和斷路器之間更好地展開(kāi)良好的配合[5]。

3 智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)檢方法

3.1 繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)

智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以以通信的方式進(jìn)行工作，對(duì)于設(shè)備的信息能夠進(jìn)行輸出和處理，信息監(jiān)測(cè)的子系統(tǒng)可以更好地儲(chǔ)存信息，更好地監(jiān)測(cè)狀態(tài)信息中的各種變化規(guī)律，結(jié)合裝置損壞的程度建立科學(xué)的模擬量特征，從而保證發(fā)揮出繼電保護(hù)檢修的功能。可以通過(guò)智能變電站監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，加強(qiáng)對(duì)相關(guān)信息的傳輸，傳輸設(shè)備的監(jiān)測(cè)信息可以直接到達(dá)系統(tǒng)的中心計(jì)算機(jī)，然后再對(duì)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行一定的分析。開(kāi)展智能變電站繼電保護(hù)工作的過(guò)程中，能夠利用狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息展開(kāi)相應(yīng)的傳輸工作，并通過(guò)測(cè)控裝置的功能轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在此過(guò)程中，可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)分析儀器轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信息和數(shù)據(jù)。傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)候，我們可以通過(guò)狀態(tài)檢修形成完整的數(shù)據(jù)，然后再利用緩慢的傳遞方式，針對(duì)數(shù)據(jù)狀態(tài)變化比較大的信息應(yīng)該用實(shí)時(shí)傳遞的方法[6]。

3.2 二次回路的狀態(tài)監(jiān)測(cè)

在智能變電站中需要有二次回路監(jiān)測(cè)，不過(guò)其原理和傳統(tǒng)二次回路監(jiān)測(cè)還是有所區(qū)別的，傳統(tǒng)的變電站一般都是通過(guò)模擬信號(hào)傳輸方式，智能變電站是利用數(shù)字信號(hào)傳輸?shù)姆绞健?yōu)化相關(guān)技術(shù)以后能夠加強(qiáng)通信內(nèi)容的監(jiān)測(cè)效率。目前，在智能變電站當(dāng)中，主要包括物理鏈路狀態(tài)監(jiān)測(cè)和邏輯鏈路狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。利用物理鏈路狀態(tài)監(jiān)測(cè)可以很好地監(jiān)測(cè)到其中的每個(gè)流程，并且針對(duì)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的狀態(tài)展開(kāi)科學(xué)的評(píng)估[7]。要保證監(jiān)測(cè)線路的質(zhì)量，就應(yīng)當(dāng)全面了解和分析涉及的設(shè)備對(duì)象，并且明確出物理鏈路的模型，快速處理網(wǎng)絡(luò)中相關(guān)的信號(hào)數(shù)據(jù)。邏輯鏈路狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作需要完善網(wǎng)絡(luò)通信內(nèi)容的正確率，在目前階段，我國(guó)智能變電站在運(yùn)行過(guò)程中，會(huì)涉及很多的工程配置，在配置工程參數(shù)的過(guò)程中如果發(fā)生了故障問(wèn)題，可以利用人工的方法，但是不能更好地糾正錯(cuò)誤，因此可以利用運(yùn)維系統(tǒng)展開(kāi)及時(shí)有效的糾正工作，并且必須保證診斷報(bào)文的格式合格，如果出現(xiàn)了錯(cuò)誤問(wèn)題，可以第一時(shí)間對(duì)其展開(kāi)更正處理，更好地避免和預(yù)防事故的發(fā)生。

3.3 輔助檢修操作

運(yùn)維系統(tǒng)還應(yīng)當(dāng)有一定的輔助檢修功能，輔助檢修功能對(duì)于智能變電站是非常重要的，而且比較實(shí)用。運(yùn)維系統(tǒng)能夠利用識(shí)別繼電保護(hù)設(shè)備的檢修硬壓板，更好地和回路軟壓板之間建立配置關(guān)系，這樣就可以方便運(yùn)維人員的工作，為他們提供更加清晰的繼電保護(hù)設(shè)備的檢修視圖和數(shù)據(jù)，讓工作人員更加方便地看出不同回路壓板的運(yùn)行狀況。當(dāng)運(yùn)維人員檢修某臺(tái)設(shè)備的時(shí)候，僅僅需要按壓相關(guān)的檢修按鈕，就可以讓運(yùn)維系統(tǒng)展開(kāi)自動(dòng)的檢修工作，從而隔離相關(guān)的檢修設(shè)備，保證了全部檢修工作的安全性[8]。

4 智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)關(guān)鍵技術(shù)

4.1 輸電線路設(shè)備管理

利用智能化技術(shù)能夠保證輸電線路的安全運(yùn)行。是輸電線路設(shè)備管理中有自檢測(cè)功能，可以搭建一個(gè)設(shè)備診斷路線圖。輸電線路設(shè)備的自評(píng)估功能可以搭載完整的數(shù)字化評(píng)價(jià)體系，從而讓設(shè)備可以展開(kāi)評(píng)價(jià)，通過(guò)設(shè)備故障風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型，能夠更好地控制設(shè)備的風(fēng)險(xiǎn)成本，也可以構(gòu)建一個(gè)完整的經(jīng)濟(jì)壽命模型。通過(guò)輸電線路設(shè)備能夠更好地提取有效的特征參量，然后對(duì)故障展開(kāi)評(píng)判，也可以成為一個(gè)完善的智能設(shè)備技術(shù)體系。建立設(shè)備運(yùn)行的預(yù)計(jì)模型，可以讓設(shè)備故障的數(shù)值展開(kāi)更加可靠的預(yù)報(bào)功能，還能更好地優(yōu)化設(shè)備的壽命周期，從而也可以結(jié)合設(shè)備的特征參量，開(kāi)發(fā)出一個(gè)決策系統(tǒng)，并且給電網(wǎng)調(diào)度提供更加可靠的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)完整的安全預(yù)警功能[9]。

4.2 資產(chǎn)全壽命管理

狀態(tài)檢修需要進(jìn)一步收集設(shè)備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，并且評(píng)價(jià)設(shè)備狀態(tài)，規(guī)劃資產(chǎn)的過(guò)程中，需要依靠設(shè)備的歷史數(shù)據(jù)和健康記錄。輸變電設(shè)備狀態(tài)檢修的自我診斷功能可以結(jié)合設(shè)備的故障模式，用油浸式的電力變壓器作為對(duì)象，建立于初級(jí)智能化設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)行自我檢測(cè)參量的增加，并且不斷完善自我檢測(cè)功能。在對(duì)設(shè)備的自我診斷方面，也可以不斷加強(qiáng)對(duì)智能化水平的研究，從而使設(shè)備故障幾率降低，能夠更好地服務(wù)智能化設(shè)備，維護(hù)電網(wǎng)的安全運(yùn)行管理工作。在對(duì)已有輸變電設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行檢修的時(shí)候，可以針對(duì)狀態(tài)檢修的檢修計(jì)劃進(jìn)行編排和優(yōu)化，并且利用輸變配設(shè)備的缺陷進(jìn)行完善，針對(duì)設(shè)備廠家的跟蹤技術(shù)可以更好地對(duì)在線監(jiān)測(cè)進(jìn)行接入，不斷擴(kuò)大輸變電設(shè)備的評(píng)價(jià)體系。在針對(duì)資產(chǎn)全壽命周期進(jìn)行管理的過(guò)程中，可以建立于生產(chǎn)管理、營(yíng)銷(xiāo)管理、招投標(biāo)管理等基礎(chǔ)，并且針對(duì)電網(wǎng)資產(chǎn)的設(shè)計(jì)、建設(shè)、檢修工作展開(kāi)，加強(qiáng)全壽命周期管理中信息化技術(shù)，并且重點(diǎn)研究設(shè)備資產(chǎn)全壽命周期管控技術(shù)和電力設(shè)備供應(yīng)商綜合評(píng)價(jià)技術(shù)，基于資產(chǎn)全壽命周期的技改應(yīng)當(dāng)展開(kāi)輔助決策，從而能夠保證有資產(chǎn)全壽命周期管理體系。針對(duì)智能電網(wǎng)的設(shè)備運(yùn)行，應(yīng)當(dāng)結(jié)合智能電網(wǎng)的變電站巡檢技術(shù)與巡檢技術(shù)規(guī)范，針對(duì)智能電網(wǎng)的停電試驗(yàn)進(jìn)行一定的維護(hù)，從而構(gòu)建更加完整的檢修建模。建立支持智能設(shè)備運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)體系，從而滿(mǎn)足智能電網(wǎng)的運(yùn)行要求，并且還可以建立一套完整的智能電網(wǎng)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)模型，滿(mǎn)足智能電網(wǎng)的運(yùn)行要求。

4.3 智能變電站相關(guān)技術(shù)研究

智能變電站的核心技術(shù)需要進(jìn)一步明確智能變電站的架構(gòu)和技術(shù)體系，才可以更好地定位智能變電站，保證有更加規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)制度，從而引導(dǎo)智能變電站的建設(shè)與運(yùn)行，也需要進(jìn)一步完善智能變電站的標(biāo)準(zhǔn)化程度，需要保證變電站的開(kāi)放性。在對(duì)智能變電站動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)展開(kāi)處理的過(guò)程中，可以利用開(kāi)發(fā)開(kāi)放式的智能化變電站系統(tǒng)，不斷完善通信設(shè)備，保證有更加及時(shí)的數(shù)據(jù)采集率，再者也可以更好地通過(guò)在線測(cè)量系統(tǒng)去存數(shù)據(jù)，在智能化變電站建立中，就可以交換相互的數(shù)據(jù)，智能化變電站利用Multi-Agent的全數(shù)字能夠展開(kāi)實(shí)時(shí)的決策應(yīng)用。在高級(jí)調(diào)度中心，還可以利用全景分布式一體化的EMS/WAMS技術(shù)支持系統(tǒng)。通過(guò)智能裝置建立良好的模型規(guī)范，能夠重新構(gòu)建智能變電站，從而完善一個(gè)自動(dòng)建模，在升級(jí)系統(tǒng)的過(guò)程中，可以完善系統(tǒng)的智能化功能，并且也可以快速部署和校正系統(tǒng)，保證智能變電站自動(dòng)化系統(tǒng)運(yùn)行更加穩(wěn)定，同時(shí)還能夠縮短系統(tǒng)的調(diào)試周期。利用智能變電站的協(xié)調(diào)技術(shù)，可以通過(guò)研發(fā)分布協(xié)調(diào)方法，更好地解決繼電保護(hù)和自適應(yīng)修改。

5 結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段的繼電保護(hù)手段，需要有合理的在線運(yùn)維技術(shù)。狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)發(fā)展源于狀態(tài)檢修。我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)信息采集工作的技術(shù)方法，保證其準(zhǔn)確性，保證有更加可靠的信息，從而進(jìn)一步加強(qiáng)監(jiān)測(cè)信息的準(zhǔn)確程度，保證信息是能夠被利用的。通過(guò)利用智能電網(wǎng)狀態(tài)檢測(cè)技術(shù)，可以更好地處理信息，并且在這整個(gè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合不同的應(yīng)用需求，分層進(jìn)行分布和處理。檢測(cè)智能電網(wǎng)狀態(tài)的過(guò)程中，檢測(cè)范圍基本上并沒(méi)有過(guò)多的局限性，可以拓展更多的領(lǐng)域。未來(lái)智能電網(wǎng)的檢測(cè)范圍也在拓寬，有更全方位的覆蓋，能夠給電網(wǎng)運(yùn)行帶來(lái)一定的應(yīng)用支撐，電網(wǎng)裝備的監(jiān)測(cè)也需要每個(gè)不同的技術(shù)展開(kāi)合理的應(yīng)用與相互輔助，從而更好地提高電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。