智能变电站二次设备状态监测技术探析叶勤

智能变电站二次设备状态监测技术探析叶勤

叶勤

（新疆新能咨询有限责任公司新疆乌鲁木齐830000）

摘要：智能变电站，是通过数字化变电站演化而来，主要体现在一次设备简单智能化、二次设备网络实用化、通讯规约标准统一化，使其更加自动化、智能化，从而满足电网建设发展的一种新型变电站模式。变电站在二次设备的状态监测，主要是对二次设备进行监控和保护变电站，从而使变电站能够运行安全和稳定。本文对智能变电站二次设备状态监测技术进行分析与探讨。

关键词：智能变电站；二次设备；状态监测技术

现如今，电力市场发展迅速，供电公司逐渐意识到电力设备检验和维修保护的重要性，只有对电力设备进行状态监测，明确设备运行情况，并采取具体的养护维修措施，才能够保障设备正常运行，提高电力企业生产经营效益。

1智能变电站的系统构成

1.1站控层

智能变电站站控层中有很多电力设备，包括站域保护设备、对视系统以及自动化系统等等。站控层的运行目标是对整个变电站中的一次设备进行监测和管控，同时还能够进行对数据、同步相量以及电能量进行采集，在保护信息管理方面应用优势明显。

1.2间隔层

智能变电站间隔层设备具体而言指的是继电保护装置、故障录波等二次设备。

1.3过程层

智能变电站过程层不仅包括智能设备，而且还包括一次设备、合并单元以及智能终端等等。通过过程层，能够实现变电站测量、分配、状态监测以及保护等工作。将一次设备应用于过程层中，能够更好的符合过程层和间隔层信息传递标准。

2智能变电站二次设备的特点

2.1绿色环保

现如今，智能变电站主要采用光纤电缆，同时还采用高集成且功耗较低的电子元件，并且淘汰传统的充油式互感器，改用电子式互感器，因此，在设备使用方面能够极大的降低能源消耗，不仅能够有效节约智能变电站运行成本，而且在生态保护方面也能够发挥十分重要的作用。

2.2智能化管理

在智能变电站二次设备中，GOOSE主要提供二次回路保护所需的各种信号，GOOSE在二次设备保护方面应用优势明显，因此，可以有效避免二次接触可能会造成的不良影响。智能变电站中所用信息都是统一的，比如，智能变电站二次设备自动化优势明显，在二次设备管理方面，可以通过光纤传输信号，有利于提高智能变电站设备维护管理效率。

2.3采用感应系统

在智能变电站中，所有信息都是统一进行录入的，同一个通信网络能够依据同一个通信标准介入变电内部通信网络所接受的所有数据信息。另外，智能变电站二次设备主要采用感应系统，而通过感应系统，能够有效避免在设备运行过程中发生安全事故。在传统变电站中，设备操作技术难度大、工序复杂，如果工作人员操作失误，就会造成严重的人员伤亡问题，而推广智能变电站就能够有效避免这类安全事故。

3智能变电站的二次设备状态监测

由于智能变电站中综合运用了计算机技术以及网络技术，因此继电保护设备的自检能力比较强，而这也为二次设备状态监测创造了重要条件。与传统变电站相比，智能变电站的二次电流以及电压输入方式不同，主要采用光纤以太网传输的方式；另外，传统变电站保护动作出口主要是重合闸接点，而智能变电站光纤以太网传输信息为GOOSE开关量。由此可见，智能变电站一次设备状态监测和二次设备状态监测有很大区别，前者需要另外安装监测设备，而后者由于继电保护设备具有自检能力和通讯功能，因此，不需要安装其他监测设备，只需要通过自身自检装置以及设备之间的互相监测，即可实现在线监测。在智能变电站二次设备在线监测系统的设计和建立方面，应该结合情况，开发出具有全面监测和保护功能的智能化设备。

现阶段，在智能变电站继电保护装置监测活动中，主要的监测对象主要有以下几个方面：①继电保护装置电流、电压以及SV通道的实际运行状态。②继电保护装置遥信、遥控等GOOSE通道实际运行状态。③继电保护装置直流逆变电源的实际运行状态。④对于继电保护装置本身的自检，包括装置的重启次数、扇区健康状况以及看门狗是否发生动作等等。由于智能变电站中配备有数字化保护测控装置，因此，在二次设备状态监测方面更加稳定、可靠，因此，智能变电站二次设备状态监测的优势十分明显。

3.1分布式数字化保护装置的状态监测

在智能变电站中，IEC61850标准由于提供了数字化变电站的通信框架，并且应用了电子式互感器ECT、EVT，因此，可以将模拟信号转变的数字信号，而且还能够将数字信号传以光纤传输的方式传送至保护装置中。当输出保护动作后，还能够应用光纤以太网有效传递GOOSE信息，由此可见，智能变电站中继电保护状态监测实现方式更为便捷。

智能变电站分布式保护装置具有单台IED的功能，并且以间隔为单位。另外，在不同间隔之间，可以配置继电保护设备，在重要的间隔，还可以实行双重化配置，比如母线间隔、主变间隔等等。

在智能变电站中，由于采用电子式互感器，因此，更容易实现数字化保护装置的状态监测，在这种情况下，光数字信号可以顺利进入继电保护装置，因此，在数字信息采样以及状态监测的实现方面难度较小。另外，装置本身也能够监测SMV采样值报文，如果在此过程中出现接收中断、数据帧丢失等问题，则必须尽快告警SMV采样异常。

由于智能变电站中应用了数字化智能开关，因此，可以通过软件编程的方式实现二次控制系统控制智能化，这样一来，二次控制系统本身就会具备监测能力，突破常规变电站无法实现回路在线监测的问题。另外，智能变电站使用光纤传输信号的方式，因此，不需要对回路绝缘状况进行监测。除此以外，以太网通信技术的应用也能够有效提高智能变电站二次设备在线监测的有效性和可靠性。

3.2集中式数字化保护装置的状态监测

集中式数字化保护装置能够同时实现多条变电站系统设备与线路的状态监测功能，借助多台IED功能提供了更为可靠稳定的配套式保护功能。与分布式数字化保护装置相对应，集中式数字化保护装置的应用，使得整个变电站的监测对象大大减少，而且状态监测实现也相对简单。

在智能变电站线路保护系统SV、GOOSE通道的监测中，可通过比较双套保护装置的相同间隔的采样值判定告警信号动作，当比值超过设定标准的条件下则可认为SV通道存在异常，系统发出告警；也可通过比较两台保护装置同一IED的GOOSE信息实现类似的告警功能，以此对智能变电站断路器和刀闸等设备的运行状态进行监控。

不但双套保护配置为实现了装置自身的自检和装置之间的互检提供便利，而且集中式保护吧原来分布式装置抽象为一个个IED，因此原来每台分布式装置所包含的电源监测功能、装置自检功能、软压板监测功能都集中到了一台IED中，这样不但减少了监测对象，也方便了检修人员的检修维护工作，大大减少了工作量。

结语

综上所述，本文主要对智能变电站二次设备状态监测技术进行了探究。通过对智能变电站设备进行状态监测，有利于对智能变电站进行安全管理。在智能变电站电力系统设备中，不仅需要对一次设备进行状态监测，同时也需要对二次设备进行状态监测，这样才能够保障电网运行稳定性和可靠性。

参考文献

[1]张晓华，刘跃新，刘永欣，等.智能变电站二次设备的状态监测技术研究[J].电气技术，2011.

[2]陈红许.智能变电站二次设备的状态检监测技术研究[J].企业技术开发：学术版，2012.

作者简介

叶勤，男，单位：新疆新能咨询有限责任公司，研究方向：新一代智能站二次设备舱的应用