变电站智能设备状态综合监测系统

变电站智能设备状态综合监测系统

发表时间：2017-12-06T09:57:16.167Z 来源：《电力设备》2017年第23期作者：田志卫[导读] 摘要：目前，智能变电站正在逐步取代传统模式的变电场所，成为组建电力系统的新模式。（国网河北省电力公司沧州供电分公司河北省沧州市 061000）摘要：目前，智能变电站正在逐步取代传统模式的变电场所，成为组建电力系统的新模式。其中，一次、二次设备同为智能变电站的核心部分，不过就目前的实际情况来看，部分变电站将主要精力放在一次设备的安全保护上，对二次设备的关注度不足。在智能变电站中，二次设备的作用是为一次设备的运行提供辅助，同时，也兼具监测、观察、告警等多项功能，极大的保障了变电站安全生产的顺利进

行。所以，无论是在智能变电站的建设还是生产阶段，我们都要对二次设备的状态监测工作给予足够的重视，及时发现并处理可能存在的问题，以确保二次设备的积极作用能够得到持续、稳定的发挥。关键词：变电站；设备运行；状态监测 1、智能变电站的二次设备状态监测发展的必然性智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，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，自动完成信息采集、测量，控制、保护，计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。近年来随着电网规模的快速发展，变电站和输电线路的数量越来越多，继电保护设备的校验工作量急剧增加，而各电力公司由于编制所限人员的增加很少，同时继电保护工作是一项技术性很强的工作，人才培养周期长，工作压力大，目前很多供电公司都存在继电保护人员超负荷工作的情况。如何使继电保护设备少检修、免维护，从而降低继电保护检验的工作量和维修成本。这就需要在变电站配置技术先进的状态监测设备。

2、智能变电站的二次设备状态监测概述智能变电站中基于微电子、计算机技术、网络技术的继电保护设备其强大的“自检”能力为状态检修技术的实现提供了良好的基础。智能变电站的继电保护装置二次电流、二次电压输入的方式不同于常规变电站，取而代之的是光纤以太网传输的数字采样值报文的输入：保护动作出口不再是跳闸、重合闸接点，而是光纤以太网传输的GOOSE开关量信息。因此，二次设备的状态监测不同于一次设备，一次设备状态监测一般都需要安装另外的监测设备，对主设备进行监测；而二次设备由于继电保护及安全自动装置一般都具有在线自检功能及通讯功能，再加上考虑到二次回路的负载及安全性等因素，一般不另外附加监测设备，属于嵌入式状态监测。利用装置本身自检及装置之间的互相监测来实现在线监测。因此，建立变电站二次设备在线监测系统，必须着手开发具备全面监测状态信息的全新的保护、自动装置及其他智能设备。目前智能变电站继电保护装置需要监测的主要对象包括：（1）装置的电流、电压等SV 通道的状态。（2）装置的遥信、遥控等GOOSE通道的状态。（3）装置直流逆变电源的状态。（4）装置本身自检如：FLASH擦写次数统计、扇区健康状况监测、RAM 是否出错、看门狗是否动作、装置的重启次数等。智能变电站采用的数字化保护测控装置使二次设备的状态监测更为全面、可靠。与常规变电站相比，智能变电站的二次设备状态监测有着明显的优势。

2、二次设备状态监测技术 2.1 计算机技术计算机技术在二次设备监测技术中占据着核心位置，有利于现场操作难度的降低。具体来说，二次设备状态监测工作中的计算机技术主要涉及收集、处理、监测、判断四个模块。（1）收集模块数据的收集是状态监测工作的基础，只有依靠准确、真实的信息，才能对二次设备的当前状态进行有效判断。基于计算机技术收集到的数据信息，具有结构长、内容多、区域广等特点，基本完成了对二次设备各项数据的全面覆盖。（2）处理模块在二次设备状态监测工作中，数据的处理同样占据着重要位置，处理结果的整体水平直接决定着二次设备状态判断的准确率。例如在现阶段的智能变电站中，设备电源供应大多由蓄电池组完成，通过计算机技术支持下的数据处理模块，工作人员可以对蓄电池组的电压、电流值进行实时监控，若相关数据不符合标准要求，系统会立即发出告警。（3）监测模块智能变电站二次设备传输信息的主要方式为数据通信，例如开关、母线、变压器等的信息收发都是通过有线通讯技术完成的。基于计算机技术的二次设备状态监测系统具有对所传输的数据进行监测的功能，帮助工作人员及时发现传输过程中的异常信号，以此实现对如误动作等问题的迅速反应和处理。（4）判断模块在对二次设备的状态数据进行判断之前，工作人员需要先进行针对数据的一系列考评，并将其中的重要指数作为判断的参考依据，以此提高状态判断的准确性。在计算机技术的支持下，海量数据的存储与共享成为了可能，同时，通过计算机服务器的预分析，还能帮助工作人员省去信息筛选的麻烦，在减少工作量的同时，为二次设备状态判断的迅速进行提供更多保障。

2.2 在线监测技术就我国电力行业现阶段的发展趋势来看，智能控制系统的地位将会得到进一步的凸显。但是，变电站的智能化转变并不是一成不变的，一次、二次设备的组成模式也会根据实际情况作出相应的调整。在这样的时代背景下，在线监测技术在未来的发展中将会得到进一步的推广，并结合系统、设备、线路三个级别的改造，为状态监测技术使用价值的提升起到积极的推动作用。（1）系统检测

如果变电站的信号传输出现了数据丢失问题，那么就容易导致日常运作的混乱，使二次设备无法发挥应有的作用。通过智能化监测系统的建设，可以使二次设备因各类干扰所受到的影响降到最低，其中，对异常、破坏现象的实时监测是系统的核心功能，有利于技术人员及时发现和排除存在的故障和问题。

（2）设备检测

生产、生活用电的逐年增加使得变电站设备的日常作业越来越多的处于高负荷状态，而线路二次设备则是变电站电能传输的重要载体。设备检测的作用是对原始二次设备进行全面监测，无论是内部元器件或线路，还是外部辅助设备，都可以在设备检测及相关改造的支持下得到使用性能方面的显著改善。

（3）线路检测

变电站电能传输的主要载体是线路，其状态是否稳定将会对智能变电站的运行效率产生直接影响。针对线路的监测工作需要从测量、检查两个方面进行。在具体操作时，应从升、降压两个方面进行推广：首先是降压。原始电能输入智能变电站时需要进行降压处理，因此需要对线路连接的完整性以及实时电压值进行检测。其次是升压。在传输电能之前，智能变电站需要对电能进行升压处理，此时，监测的重点项目变为电压、电流值是否超出了标准。

总结：智能变电站的全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为二次设备状态监测技术的发展和应用提供了有力条件，特别是集中式数字化保护装置的应用，减少了继电保护二次设备的数量，优化了二次设备的结构，对继电保护二次设备监测实现更为有利。总的来说，不与电能直接接触的二次设备能够发挥出保障一次设备安全运行的重要作用，在国内变电站建设“智能化”的趋势下，电力单位应当改变过度关注一次设备监测与管理的做法，结合本单位二次设备实际作业情况，针对性的制定监测管理方案，将二次设备的故障消灭在萌芽状态。

参考文献：

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