智能变电站二次设备状态监测技术研究 顾浩

智能变电站二次设备状态监测技术研究顾浩

发表时间：2018-07-02T11:47:43.493Z 来源：《电力设备》2018年第2期作者：顾浩陶志东张胜利

[导读] 【摘要】：近年来我国的电力系统发展迅速,智能变电站也得到了大规模的应用,基于这一现状下怎样能够充分应用好变电站数字化与标准化特点,做到对二次系统运行情况的有效掌控,并最终将智能变电站的优势充分发挥出来现已成为电力企业所必须予以重点思考的一项问题。

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【摘要】：近年来我国的电力系统发展迅速,智能变电站也得到了大规模的应用,基于这一现状下怎样能够充分应用好变电站数字化与标准化特点,做到对二次系统运行情况的有效掌控,并最终将智能变电站的优势充分发挥出来现已成为电力企业所必须予以重点思考的一项问题。在本次研究中主要就通过数据采集与管理来具体分析了智能变电站的二次设备在线监测技术,并进一步探究了自检信息诊断、对时信息诊断、通信报文诊断、综合诊断等故障诊断措施。最终希望借助于本文的研究工作能够引起更为广泛的讨论与交流,并为相关的智能变电站二次设备在线监测与故障诊断提供一些新思路、新方法。

【关键词】：智能变电站；二次设备；在线监测；故障诊断

随着近些年来智能变电站的大规模投入运营,其在整个电网系统当中所占到的比重也越来越大,这也将成为未来电网系统发展的一个主流趋势。但同时也需注意到,由于智能变电站内采用了许多的通信及网络技术,这也在很大程度上使得变电站的运行维护变得更难控制,怎样能够将智能变电站的优势特性充分的发挥出来,促成对二次系统实时运行情况的精准控制,现已成为广大电力工作者所必须引起关注的一个重要课题。据此,就针对智能变电站二次设备在线监测及故障诊断技术展开相关的研究工作意义重大。

1.智能变电站概述

所谓的智能变电站，指的是利用先进的科学技术手段，将集成、环保的智能设备有效结合到一起，能够自动对电网进行控制，主动对电网进行调节的变电站。针对智能变电站内部结构作用的不同，可以将其分为三个部分：一是站控层，该层是智能变电站内最主要的一部分，其中由大量的电力设备构成，如自动化设备、保护设备等，其主要功能是监测变电站内的一次设备，获得相关的数据，从而为二次设备的运行提供良好的帮助。二是间隔层，该部分主要由机电保护设备、故障录波设备构成，其主要工作包括以下几个方面：①对一次设备提供保护；②将另外两层采集的信息进行整理；③提供闭锁功能；④针对其他两层的运行情况，发布相关的指令等。三是过程层，即对整个系统进行控制的结构，包括发电机、变压器等。其主要功能为对电气量进行监测，变电站内设备各项状态参数的监测等。

2.技术体系架构

智能变电站二次设备在线监测故障系统架构主要就包括了通信链路、在线状态监测、故障诊断装置、调度技术支持系统等模块所共同构成。处于变电站一段的二次设备状态监测与诊断装置的组成部分具体就包括了数据采集单元与管理单元两部分。其中采集单元主要是经由过程层网络来取得相关的设备与网络数据信息；管理单元则是有站控层网络来取得相应的网络数据与设备信息,同时通过专家系统来将所获取到的设备数据信息予以综合化的处置,以促成对二次设备在线监测与故障诊断功能的有效实现。

3.在线监测

3.1数据采集

在这一单元模块当中其最为核心的功能作用即为进行数据信息的采集,以及对过程层数据内容的统计整理。在过程层的网络数据信息统计当中,有着十分完整的原始保温解析与统计功能,可以把相关的报文信息内容依据配置控制块来展开异常情况分析,并按照不同的类型予以统计处理,根据预先所设定的限定范围来进行划分,并传输至分析管理单元内。交换机的管理功能则主要是和交换机开展协议通信,以掌握交换机的实时性信息内容,进而便可就过程层的网络状态展开更加具体的分析。

3.2数据管理

在数据管理单元当中其具体功能主要就包括了以下4种,现具体分析如下。(1)二次设备SCD模型文件管理。取得二次设备的SCD模型文件,其中主要就含括了二次系统的配置文件信息、过程层虚回路信息以及软压板逻辑关系、二次回路虚端子连接及网络拓扑等。(2)二次设备和回路状态监测。获取采集单元所采集到的信息,并对各项信息内容实施精选筛分；搜集并同时针对装置当中的二次回路实时性监测信息做到分类管理,将状态信息具体显示出来；针对系统所出现的各种异常情况作出报警提示,对于网络通信状态的分析由针对过程层的网络报文直接采集获得,同时针对报文信息内容开展在线分析。(3)二次系统可视化。采取更加直观、形象的可视化展示方式来对二次设备的检修状态予以显示；依据全站模型文件自主产生出新增设备在线检测信息展示信息。(4)二次系统故障诊断。这一部分数据管理功能具体包括有针对系统的异常状况发出警报信息,评估网络系统与虚回路的运行状态；在做出继电保护动作亦或是二次设备出现故障问题时,可根据专家系统来开展智能化诊断评估,以达到对二次装置硬件与回路的故障精准定位。

4.故障诊断

4.1诊断模型

一旦智能变电站二次设备出现故障问题后,不论是检测智能设备自身,亦或是通信报文均会生成大规模的报警信息内容。在线监测系统在获取到了所出现的报警信息内容后便可发送至故障诊断系统来进行分析处置。二次设备在线监测系统诊断模型具体可分为四个层级,即：(1)二次设备在线监测系统将采集到的故障特征信息做出诊断基础；(2)通过自检信息诊断、对时信息诊断、通信报文诊断这三种诊断方式分别进行诊断评价；(3)通过对上述三种诊断方式的结果汇总,来开展综合诊断；(4)最终输出诊断结果。

4.2诊断系统功能

可依据故障现象所体现出的不同特征信息来开展与之相对应的诊断措施,具体就包括了以下4种诊断方式。

4.2.1自检信息诊断

在这一种信息诊断方式当中又可按照所诊断的目标对象不同,进一步细分为设备功能异常诊断和设备通信中断诊断两种。(1)设备功能异常诊断。造成装置功能出现故障问题的因素多种多样,诸如采样回路CT端线、检修压板故障等君会造成保护装置失效。单个装置的功能异常将会进一步引发多功能异常,而通过采取自检信息诊断便可精准判断出自身所存在着的缺陷与不足,并可将之作为设备功能异常诊断的主要信息源头。(2)设备通信中断诊断。在整个智能变电站系统当中其测量、控制及安全防护等功能的达成均需凭借数字信息传导方可实现,通信网络作为一种数字化的载体形式能够对于传输系统当中的闭锁、跳闸、采样等多种信号信息予以精准传导,只有保障设备处于正常运行状态,方