智能变电站状态监测系统的设计方案
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第３ ５ 卷 第 １ ８期 ２ ０ １ １年９月２ ５日
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Ｖ ｏ ｌ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． １ ８ Ｓ ｅ ｔ ． ２ ５， ２ ０ １ １ ｐ
智能变电站状态监测系统的设计方案
王德文 ，王 艳 ，邸 剑
（ ） 华北电力大学控制与计算机工程学院 ，河北省保定市 ０ ７ １ ０ ０ ３
摘要 ：分析了智能变电站的系统结构与 Ｉ 指出状态监测系统需要重点解决一次 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的现状 ， 设备的智能化 、 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标准的完善 以 及 常 规 状 态 监 测 装 置 的 升 级 改 造 等 问 题 。 为 了 保 证 Ｉ Ｅ Ｃ ， ， 在智能变电站状态监测中的推广应用 又能保障现有系统到 系统的平稳过渡 提 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ６ １ ８ ５ ０ 出了现阶段切实可行的状态监测系统的设计方案 ， 以 同 时 接 入 基 于Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的状态监测智能组 件与常规的状态监测装置 。 通过对 Ｓ 断 路 器 状 态 监 测 系 统 的 信 息 模 型 及 抽 象通信服务等关键 Ｆ ６ ， 问题的研究 ， 设计了一个状态监 测 主 智 能 电 子 设 备 （ 包 括 通 信 接 口、 协 议 转 换 器、 Ｉ Ｅ Ｄ） Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ， 客户机 、 模型库以及 服务器等模块 实现基于 的多参量综合状态 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 监测 。 关键词 ：智能变电站 ； Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０；状态监测 ；智能组件 ；通信接口
Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的 状 态 监 测 系 统 的 研 发 尚 处 于 起 步 阶 段 。 另外 ， 目前还没 有 现 成 的 关 于 状 态 监 测 设 备 的 １ ２］ ， 正式通信标 准 ［ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 通 信 体 系 本 身 庞 大、 复杂 ， 在状态监测领 域 的 全 面 推 广 应 用 尚 需 要 经 历 较长的时间 。 本文对智能变电站的 体 系 结 构 以 及 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的应用进行分析 ， 给出智能变电站中状态监测系统 面临的问 题 。 结 合 状 态 监 测 的 实 际 特 点 与 功 能 需 要， 提出了现阶段切 实 可 行 的 状 态 监 测 系 统 设 计 方 研究了基于 案。以 Ｓ Ｆ ６ 断路器状态 监 测 系 统 为 例 ， 并设计了状态监测主智能 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的信息 建 模 ， 。 电子设备 （ Ｉ Ｅ Ｄ）
各单位相继研制了不同类型的监测装置 ， 包 猛发展 ， 括容性设备监测装置 、 油中溶解气体分析（ 监 Ｄ ＧＡ）
］ ２ ４ － 。 但是 ， 测装置与局部放电监测装置等 ［ 目前多数 ［ ５］ 状态 监 测 装 置 的 功 能 比 较 单 一 ， 仅对一种或多种
设备的同类参数进 行 监 测 ， 并一般仅局限于超标报 难以满足智能变电站对多功能 、 多参数的集中监 警， 测和故障诊断的 需 求 。 另 外 ， 状态监测装置的通信 ［ 协议不兼容 、 通 信 接 口 不 统 一 ６－７］， 造成互操作难以 进行 、 数据无法共享 ， 无法满足智能变电站对通信平 信息共享标准化的要求 。 台网络化 、 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标准体系为解 决 上 述 状 态 监 测 系 统 的网络化 通 信 和 信 息 共 享 等 问 题 提 供 了 有 效 的 途 径， 遵 循Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０来建设状态监测系统也得到了
· 智能变电站专题 · 王德文 ， 等 智能变电站状态监测系统的设计方案
２ 现阶段状态监测系统的设计方案
繁多 ， 特征量与故障间的关系及变化规律复杂 ， 造成 特征量的选取难 度 大 、 种 类 众 多， 采 样 数 据 量 巨 大， 对Ｉ 基于 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的 通 信 性 能 要 求 也 不 尽 相 同，
；修回日期 ： 。 收稿日期 ： ２ ０ １ １ ０ ３ ２ １ ２ ０ １ １ ０ ９ ０ ２ － － － － ） ； 国家自然科学基金资助项目 （ 中央高 校 基 本 科 研 ６ １ ０ ７ ４ ０ ７ ８ ） 。 业务费专项资金资助项目 （ １ ０ ＱＧ ２ ２
］ ８ １ １ － 。 但 是， 电力企业 与 学 术 界 的 一 致 公 认 ［ 状态监 ， 测不同于测量与保 护 等 系 统 涉 及 的 一 次 设 备 种 类
１ 智能变电站中状态监测系统的分析
１． １ 智能变电站的体系结构 智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次 设备分层构建 ， 以高 速 网 络 通 信 平 台 为 信 息 传 输 基 础， 建立在 Ｉ 能够实现变 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 通信协议基础上 ， 电站内智能设备间信息共享和互操作的现代化变电 站。 参照 Ｉ 国家电网公司的智 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准 体 系、 ］ １ ３ １ ４ － ， 能电网关键设 备 研 制 及 技 术 标 准 体 系 规 划 ［ 智 能变电站的系统结构如图 １ 所示 。 智能 变 电 站 从 逻 辑 上 被 划 分 为 ３ 层 ， 分别是变 电站层 、 间隔层和过程层 。 变电 站 层 应 控 制 各 设 备 协 同 工 作 ， 对各项应用 功能进行高度集成 一 体 化 ， 实现基于全景数据的统 一信息平台与 自 动 化 的 运 行 管 理 。测 控 、 计量与保 护等 Ｉ Ｅ Ｄ 以及状 态 监 测 主 Ｉ Ｅ Ｄ 布 置 在 间 隔 层。 过 — ５ １ —
图 ２ 智能组件的主要构成与通信示意图 ａ ｒ ｔ Ｆ ｉ ． ２ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ｄ ｐ ｇ ｇ ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｇ ｐ
图 １ 智能变电站的系统结构 Ｆ ｉ ． １ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ｇ
智能 一 次 设 备 是 由 一 次 设 备 本 体 、 传感器或执 并具有状态可视 行器以及智能组件 ３ 个 部 分 构 成 ， 化、 测量数字化 、 控 制 网 络 化、 功能一体化和信息互 ［ １ ５］ 。 动化特征的一次设备 智能 组 件 是 对 一 次 设 备 本 体 进 行 状 态 监 测 、 测 ［ １ ６］ 控制 、 保护 、 计量等 一 个 或 多 个Ｉ 量、 Ｅ Ｄ 的集合 。 智能 组 件 除 了 包 括 状 态 监 测 Ｉ 合并单元与开关 Ｅ Ｄ、 设备控制器等基本组成部分以外 ， 还应将测控 、 计量 实 现 各 个Ｉ 与保护等 Ｉ Ｅ Ｄ 作为智 能 组 件 的 扩 展 ， Ｅ Ｄ 。 的一体化以及一次设备与智能组件的融合 智能组 件的物理形态可以分散 ， 也可以集中 ， 安装方式可以 ［ １ ７］ 外置 ， 也可以内嵌 ， 主要构成如图 ２ 所示 。
０ 引言
智能 变 电 站 以 全 站 信 息 数 字 化 、 通信平台网络 化、 信息共享标准化为基本要求 ， 不仅需要完成信息 采集 、 测量 、 计量 、 控制与保护等常规功能 ， 还必须在 智能评估设备的检修 线监测站内设备的 运 行 状 态 ，
１］ 。 周期 ， 从而完成设备资产的全寿命周期管理 ［ 近年 来 ， 国内外变电站状态监测技术得到了迅
智能 一 次 设 备 的 真 正 实 现 应 经 历 ３ 个 发 展 阶 段 。 在现有的技术 条 件 及 变 电 站 运 行 状 况 下 ， 智能 组件内的各 个 Ｉ Ｅ Ｄ 目 前 可 以 分 散 布 置。 随 着 网 络 与传感器等技术的 发 展 ， 在保证安全可靠性的前提 各个 Ｉ 最终实现过 下， Ｅ Ｄ 逐 渐 集 中 布 置 与 一 体 化， — ５ ２ —
（ ） ２ ０ １ １， ３ ５ １ ８
程层由变压器 、 断路器与气体绝缘金属封闭开关设 ） 、 隔离开关 、 电流与电压互感器等一次设备 备（ Ｇ Ｉ Ｓ 构成 。
程层与间隔层的一体化以及智能组件和一次设备的 融合 。 智能组 件 内 的 所 有 Ｉ Ｅ Ｄ 都遵循Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准， 全部接入 过 程 层 网 络 ， 状 态 监 测 主Ｉ 等 Ｅ Ｄ 还应 同时接入站控层网络 。 状态监测系统与一次设备紧 并且监测项目众多 ， 因此将状态监测子 Ｉ 密相关 ， Ｅ Ｄ 部署在过程层 ， 用于实现某个设备的监测项目 ， 而状 用于实现各个状态监 态监测主 Ｉ Ｅ Ｄ 布置在间隔 层 ， 测子 Ｉ 并上报给 Ｅ Ｄ 的数据汇总和初 步 分 析 等 功 能 ， 站层监控系统 。 １． ２ 状态监测系统面临的问题 智能变电站中状态监测与测控保护等功能的高 度 集 成 一 体 化 是 变 电 站 的 发 展 方 向， 也是Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的目标 。 结合 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的发展状况与变电 可以看出 ， 智能变电站的全面实 站建设的工程实践 ， 现仍需要解决如下关键问题 ： ） 融合状态监测和测控保护技术于一体的智能 １ 一次设备是实现智能变电站的关键 。 智能一次设备 的基本要求之一是 健 康 状 态 的 监 测 ， 即需要采用状 态监测与 评 价 预 测 手 段 来 判 断 一 次 设 备 的 运 行 状 态， 并且在状态异常 时 能 够 对 一 次 设 备 进 行 故 障 诊 并在故障前 进 行 状 态 维 修 。 智 能 组 件 作 为 智 能 断， 一次设备的关键部 件 ， 其研发尚处于探索与起步阶 合并单元与开关 设 备 控 制 器 在 变 电 站 中 得 到 了 段， 一定程度 的 应 用 ， 而状态监测Ｉ Ｅ Ｄ 基本上处于空 白。 ） 智能变电站 需 要 实 现 统 一 的 信 息 平 台 、 信息 ２ 模型与 通 信 协 议 ， 这 依 赖 于Ｉ 标 准 体 系 的 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 全面应用 。 现在 使 用 的 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 所 定 义 的 模 型， 特别是通信服务映射不能完全满足设备状态监测的 需要 ， 国际电 工 委 员 会 （ 与国家电网公司针对 Ｉ Ｅ Ｃ） 状态监测的标准与技术规范仍处于制定过程中 。 过 ， 程层与间隔层的Ｉ Ｅ Ｄ 之间需要采用Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ２ － － 变 Ｉ Ｅ Ｄ 与站层监控系统之间需要采用Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ８， － ， 电站与 控 制 中 心 之 间 需 要 采 用 Ｉ 变 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ０ ２ － － ， 电站与 变 电 站 之 间 应 采 用 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ０ １ 状态监 － － ， 测应采用 Ｉ 而除了Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ０ ３ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ２和 － － － － 其他标准仍在制定过程 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ８ 需 要 完 善 外， － 中 。 另外 ， 智能组件内部 的 各 个 Ｉ Ｅ Ｄ 之间同样需要 进行信息交换 ， 而目前尚没有可依据的通信标准 。 ） 变电站已经部署了大量的常规状态监测装置 ３ 或系统 ， 仍然采用传统的通信方法 ， 需要对传统型一 次设备进行智能化改造 ， 实时掌握变压器 、 断路器等 一次设备的运行状态 。 考虑到现有设备的全面更换 代价很 大 ， 将出现常规状态监测系统和基于Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的新型状态监测系统共存的过渡时期 。
Fra Baidu bibliotek
Ｖ ｏ ｌ ． ３ ５ Ｎ ｏ ． １ ８ Ｓ ｅ ｔ ． ２ ５， ２ ０ １ １ ｐ
智能变电站状态监测系统的设计方案
王德文 ，王 艳 ，邸 剑
（ ） 华北电力大学控制与计算机工程学院 ，河北省保定市 ０ ７ １ ０ ０ ３
摘要 ：分析了智能变电站的系统结构与 Ｉ 指出状态监测系统需要重点解决一次 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的现状 ， 设备的智能化 、 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标准的完善 以 及 常 规 状 态 监 测 装 置 的 升 级 改 造 等 问 题 。 为 了 保 证 Ｉ Ｅ Ｃ ， ， 在智能变电站状态监测中的推广应用 又能保障现有系统到 系统的平稳过渡 提 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ６ １ ８ ５ ０ 出了现阶段切实可行的状态监测系统的设计方案 ， 以 同 时 接 入 基 于Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的状态监测智能组 件与常规的状态监测装置 。 通过对 Ｓ 断 路 器 状 态 监 测 系 统 的 信 息 模 型 及 抽 象通信服务等关键 Ｆ ６ ， 问题的研究 ， 设计了一个状态监 测 主 智 能 电 子 设 备 （ 包 括 通 信 接 口、 协 议 转 换 器、 Ｉ Ｅ Ｄ） Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ， 客户机 、 模型库以及 服务器等模块 实现基于 的多参量综合状态 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 监测 。 关键词 ：智能变电站 ； Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０；状态监测 ；智能组件 ；通信接口
Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的 状 态 监 测 系 统 的 研 发 尚 处 于 起 步 阶 段 。 另外 ， 目前还没 有 现 成 的 关 于 状 态 监 测 设 备 的 １ ２］ ， 正式通信标 准 ［ Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 通 信 体 系 本 身 庞 大、 复杂 ， 在状态监测领 域 的 全 面 推 广 应 用 尚 需 要 经 历 较长的时间 。 本文对智能变电站的 体 系 结 构 以 及 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的应用进行分析 ， 给出智能变电站中状态监测系统 面临的问 题 。 结 合 状 态 监 测 的 实 际 特 点 与 功 能 需 要， 提出了现阶段切 实 可 行 的 状 态 监 测 系 统 设 计 方 研究了基于 案。以 Ｓ Ｆ ６ 断路器状态 监 测 系 统 为 例 ， 并设计了状态监测主智能 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的信息 建 模 ， 。 电子设备 （ Ｉ Ｅ Ｄ）
各单位相继研制了不同类型的监测装置 ， 包 猛发展 ， 括容性设备监测装置 、 油中溶解气体分析（ 监 Ｄ ＧＡ）
］ ２ ４ － 。 但是 ， 测装置与局部放电监测装置等 ［ 目前多数 ［ ５］ 状态 监 测 装 置 的 功 能 比 较 单 一 ， 仅对一种或多种
设备的同类参数进 行 监 测 ， 并一般仅局限于超标报 难以满足智能变电站对多功能 、 多参数的集中监 警， 测和故障诊断的 需 求 。 另 外 ， 状态监测装置的通信 ［ 协议不兼容 、 通 信 接 口 不 统 一 ６－７］， 造成互操作难以 进行 、 数据无法共享 ， 无法满足智能变电站对通信平 信息共享标准化的要求 。 台网络化 、 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 标准体系为解 决 上 述 状 态 监 测 系 统 的网络化 通 信 和 信 息 共 享 等 问 题 提 供 了 有 效 的 途 径， 遵 循Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０来建设状态监测系统也得到了
· 智能变电站专题 · 王德文 ， 等 智能变电站状态监测系统的设计方案
２ 现阶段状态监测系统的设计方案
繁多 ， 特征量与故障间的关系及变化规律复杂 ， 造成 特征量的选取难 度 大 、 种 类 众 多， 采 样 数 据 量 巨 大， 对Ｉ 基于 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的 通 信 性 能 要 求 也 不 尽 相 同，
；修回日期 ： 。 收稿日期 ： ２ ０ １ １ ０ ３ ２ １ ２ ０ １ １ ０ ９ ０ ２ － － － － ） ； 国家自然科学基金资助项目 （ 中央高 校 基 本 科 研 ６ １ ０ ７ ４ ０ ７ ８ ） 。 业务费专项资金资助项目 （ １ ０ ＱＧ ２ ２
］ ８ １ １ － 。 但 是， 电力企业 与 学 术 界 的 一 致 公 认 ［ 状态监 ， 测不同于测量与保 护 等 系 统 涉 及 的 一 次 设 备 种 类
１ 智能变电站中状态监测系统的分析
１． １ 智能变电站的体系结构 智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次 设备分层构建 ， 以高 速 网 络 通 信 平 台 为 信 息 传 输 基 础， 建立在 Ｉ 能够实现变 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 通信协议基础上 ， 电站内智能设备间信息共享和互操作的现代化变电 站。 参照 Ｉ 国家电网公司的智 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准 体 系、 ］ １ ３ １ ４ － ， 能电网关键设 备 研 制 及 技 术 标 准 体 系 规 划 ［ 智 能变电站的系统结构如图 １ 所示 。 智能 变 电 站 从 逻 辑 上 被 划 分 为 ３ 层 ， 分别是变 电站层 、 间隔层和过程层 。 变电 站 层 应 控 制 各 设 备 协 同 工 作 ， 对各项应用 功能进行高度集成 一 体 化 ， 实现基于全景数据的统 一信息平台与 自 动 化 的 运 行 管 理 。测 控 、 计量与保 护等 Ｉ Ｅ Ｄ 以及状 态 监 测 主 Ｉ Ｅ Ｄ 布 置 在 间 隔 层。 过 — ５ １ —
图 ２ 智能组件的主要构成与通信示意图 ａ ｒ ｔ Ｆ ｉ ． ２ Ｓ ｃ ｈ ｅ ｍ ａ ｔ ｉ ｃ ｄ ｉ ａ ｒ ａ ｍ ｆ ｏ ｒ ｍ ａ ｉ ｎ ａ ｎ ｄ ｐ ｇ ｇ ｃ ｏ ｍｍ ｕ ｎ ｉ ｃ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｃ ｏ ｍ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ｇ ｐ
图 １ 智能变电站的系统结构 Ｆ ｉ ． １ Ａ ｒ ｃ ｈ ｉ ｔ ｅ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｉ ｎ ｔ ｅ ｌ ｌ ｉ ｅ ｎ ｔ ｓ ｕ ｂ ｓ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｇ ｇ
智能 一 次 设 备 是 由 一 次 设 备 本 体 、 传感器或执 并具有状态可视 行器以及智能组件 ３ 个 部 分 构 成 ， 化、 测量数字化 、 控 制 网 络 化、 功能一体化和信息互 ［ １ ５］ 。 动化特征的一次设备 智能 组 件 是 对 一 次 设 备 本 体 进 行 状 态 监 测 、 测 ［ １ ６］ 控制 、 保护 、 计量等 一 个 或 多 个Ｉ 量、 Ｅ Ｄ 的集合 。 智能 组 件 除 了 包 括 状 态 监 测 Ｉ 合并单元与开关 Ｅ Ｄ、 设备控制器等基本组成部分以外 ， 还应将测控 、 计量 实 现 各 个Ｉ 与保护等 Ｉ Ｅ Ｄ 作为智 能 组 件 的 扩 展 ， Ｅ Ｄ 。 的一体化以及一次设备与智能组件的融合 智能组 件的物理形态可以分散 ， 也可以集中 ， 安装方式可以 ［ １ ７］ 外置 ， 也可以内嵌 ， 主要构成如图 ２ 所示 。
０ 引言
智能 变 电 站 以 全 站 信 息 数 字 化 、 通信平台网络 化、 信息共享标准化为基本要求 ， 不仅需要完成信息 采集 、 测量 、 计量 、 控制与保护等常规功能 ， 还必须在 智能评估设备的检修 线监测站内设备的 运 行 状 态 ，
１］ 。 周期 ， 从而完成设备资产的全寿命周期管理 ［ 近年 来 ， 国内外变电站状态监测技术得到了迅
智能 一 次 设 备 的 真 正 实 现 应 经 历 ３ 个 发 展 阶 段 。 在现有的技术 条 件 及 变 电 站 运 行 状 况 下 ， 智能 组件内的各 个 Ｉ Ｅ Ｄ 目 前 可 以 分 散 布 置。 随 着 网 络 与传感器等技术的 发 展 ， 在保证安全可靠性的前提 各个 Ｉ 最终实现过 下， Ｅ Ｄ 逐 渐 集 中 布 置 与 一 体 化， — ５ ２ —
（ ） ２ ０ １ １， ３ ５ １ ８
程层由变压器 、 断路器与气体绝缘金属封闭开关设 ） 、 隔离开关 、 电流与电压互感器等一次设备 备（ Ｇ Ｉ Ｓ 构成 。
程层与间隔层的一体化以及智能组件和一次设备的 融合 。 智能组 件 内 的 所 有 Ｉ Ｅ Ｄ 都遵循Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０标 准， 全部接入 过 程 层 网 络 ， 状 态 监 测 主Ｉ 等 Ｅ Ｄ 还应 同时接入站控层网络 。 状态监测系统与一次设备紧 并且监测项目众多 ， 因此将状态监测子 Ｉ 密相关 ， Ｅ Ｄ 部署在过程层 ， 用于实现某个设备的监测项目 ， 而状 用于实现各个状态监 态监测主 Ｉ Ｅ Ｄ 布置在间隔 层 ， 测子 Ｉ 并上报给 Ｅ Ｄ 的数据汇总和初 步 分 析 等 功 能 ， 站层监控系统 。 １． ２ 状态监测系统面临的问题 智能变电站中状态监测与测控保护等功能的高 度 集 成 一 体 化 是 变 电 站 的 发 展 方 向， 也是Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的目标 。 结合 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０的发展状况与变电 可以看出 ， 智能变电站的全面实 站建设的工程实践 ， 现仍需要解决如下关键问题 ： ） 融合状态监测和测控保护技术于一体的智能 １ 一次设备是实现智能变电站的关键 。 智能一次设备 的基本要求之一是 健 康 状 态 的 监 测 ， 即需要采用状 态监测与 评 价 预 测 手 段 来 判 断 一 次 设 备 的 运 行 状 态， 并且在状态异常 时 能 够 对 一 次 设 备 进 行 故 障 诊 并在故障前 进 行 状 态 维 修 。 智 能 组 件 作 为 智 能 断， 一次设备的关键部 件 ， 其研发尚处于探索与起步阶 合并单元与开关 设 备 控 制 器 在 变 电 站 中 得 到 了 段， 一定程度 的 应 用 ， 而状态监测Ｉ Ｅ Ｄ 基本上处于空 白。 ） 智能变电站 需 要 实 现 统 一 的 信 息 平 台 、 信息 ２ 模型与 通 信 协 议 ， 这 依 赖 于Ｉ 标 准 体 系 的 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 全面应用 。 现在 使 用 的 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 所 定 义 的 模 型， 特别是通信服务映射不能完全满足设备状态监测的 需要 ， 国际电 工 委 员 会 （ 与国家电网公司针对 Ｉ Ｅ Ｃ） 状态监测的标准与技术规范仍处于制定过程中 。 过 ， 程层与间隔层的Ｉ Ｅ Ｄ 之间需要采用Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ２ － － 变 Ｉ Ｅ Ｄ 与站层监控系统之间需要采用Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ８， － ， 电站与 控 制 中 心 之 间 需 要 采 用 Ｉ 变 Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ０ ２ － － ， 电站与 变 电 站 之 间 应 采 用 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ０ １ 状态监 － － ， 测应采用 Ｉ 而除了Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ０ ３ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ９ ２和 － － － － 其他标准仍在制定过程 Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ ８ 需 要 完 善 外， － 中 。 另外 ， 智能组件内部 的 各 个 Ｉ Ｅ Ｄ 之间同样需要 进行信息交换 ， 而目前尚没有可依据的通信标准 。 ） 变电站已经部署了大量的常规状态监测装置 ３ 或系统 ， 仍然采用传统的通信方法 ， 需要对传统型一 次设备进行智能化改造 ， 实时掌握变压器 、 断路器等 一次设备的运行状态 。 考虑到现有设备的全面更换 代价很 大 ， 将出现常规状态监测系统和基于Ｉ Ｅ Ｃ ６ １ ８ ５ ０ 的新型状态监测系统共存的过渡时期 。