智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统

汪希伟，李 超，郭启伟，孙 岩

(国网山东省电力公司检修公司，山东 济南 250118)

智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统

汪希伟，李 超，郭启伟，孙 岩

(国网山东省电力公司检修公司，山东 济南 250118)

随着智能电网建设以及继电保护设备智能化程度的不断提高，继电保护状态监测与故障诊断相关研究已经取得进展。介绍了智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的总体设计方案及功能模块定义。该方案在投运的智能变电站进行了工程化应用，提高了智能变电站继电保护的运维和检修水平。

智能变电站；继电保护；状态监测；故障诊断

0 引言

近年来，智能变电站的广泛建设以及计算机技术和通信技术的发展，为继电保护系统的状态监测和故障诊断提供了良好的基础条件。基于IEC-61850标准的智能变电站“三层两网”结构体系，将常规变电站中传统的不可在线监测的二次电缆变成了可在线监测的光纤网络。同时，基于该标准的IED(Intelligent Electronic Device，智能电子设备)设备(继电保护、合并单元、智能终端、安全自动装置、交换机)模型构建，使得对保护装置、合并单元、智能终端、安全自动装置及交换机关键信息的监视能力越来越强，为智能变电站继电保护状态监测和故障诊断提供了良好基础。下面介绍了智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的设计方案，该系统由长园深瑞继保自动化有限公司研制，并在某500 kV智能变电站中实现了工程应用。

1 继电保护状态监测与故障诊断系统

1.1 功能定位

智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统可实现继电保护SCD(Substation Configuration Description，系统配置描述)模型文件管理、状态监测、二次系统可视化和智能诊断功能。信息采集范围涵盖合并单元、保护装置、智能终端、安全自动装置、过程层交换机、站控层交换机及构成保护系统的二次连接回路。

该系统基于SCD文件，以直观的方式将智能变电站保护系统的运行状况反馈给变电站运维人员和继电保护专业检修人员，为智能变电站二次系统的日常运维、检修、异常处理及电网事故智能分析提供决策依据。

1.2 体系构架

该智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的逻辑结构如图1所示。

该智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统由部署在变电站端的继电保护状态监测与故障诊断装置和部署在调度端主站系统的继电保护状态监测模块共同完成。

变电站端的继电保护状态监测与故障诊断装置，由数据采集单元和数据处理单元组成。数据采集单元通过过程层网络获取过程层设备数据；数据管理单元从数据采集单元和站控层网络获取数据并进行分析处理，实现状态监测和故障诊断功能，并将诊断信息上送至调度端。

调度端的继电保护状态监测模块集成于调度端主站软件系统，作为一个独立的功能模块。

1.3 功能实现

1.3.1 继电保护SCD模型文件管理

该系统通过全站SCD模型文件获取过程层虚回路与软压板逻辑关系描述、调度命名和一二次关联关系、二次回路虚端子连接、通信参数、二次回路状态监测信息、过程层网络拓扑配置等信息。当继电保护SCD模型文件变更后，数据管理单元通过装置过程层虚端子配置CRC(Cyclic Redundancy Check，循环冗余校验)与继电保护SCD模型文件相应CRC进行在线比对，实现SCD变更提示，并界定SCD变更产生的影响范围，将影响范围定位到IED。

图1 智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统逻辑结构

1.3.2 继电保护及二次回路状态监测

该系统接收合并单元、智能终端、保护装置、交换机上送的信息，并进行分类管理、存储；通过直接采集过程层网络报文，对网络通信状态进行实时监视与分析。

1.3.3 继电保护故障智能诊断

(1) 监测预警。根据装置的硬件级告警信息、监测信息及其他巡检信息对装置硬件的运行状态进行评估，并根据监测信息的统计变化趋势进行故障预警。用于监测预警的装置硬件级信息包括：

① 装置温度；

② 装置电源电压；

③ 装置过程层端口发送／接收光强和光纤纵联通道光强；

④ 装置差流。

(2) 故障定位。根据监测信息实现装置硬件异常的故障定位。用于故障定位的监测信息包括：

① 装置光纤接口监测信息；

② 装置链路异常告警信息；

③ 装置报文。

(3) 继电保护系统可视化。变电站端实现交流回路、跳闸回路、合闸回路、失灵启动回路、闭锁回路、软压板状态及功能描述的图形化显示。调度端实现保护装置内部动作逻辑、动作时序、故障量及保护定值的图形化显示。

2 工程应用

在2016年投运的某500 kV变电站中，投运了智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统。该系统架构如图2所示。

图2 继电保护状态监测与故障诊断系统

继电保护状态监测与故障诊断系统的实施流程如下：

(1) 通过配置工具导入全站SCD文件，将在线监测信息提取、录入数据库，建立继电保护状态监测模型；

(2) 通过画图工具绘制变电站主接线图、保护装置屏柜运行图、保护装置详细运行信息图、装置网络链路图、虚端子图和网络拓扑图；

(3) 通过过程层交换机接收保护装置、智能终端、合并单元和交换机的监测信息；

(4) 通过站控层交换机接收装置的遥信量、遥测量以及MMS(制造报文规范)报告；

(5) 通过配置典型操作票和二次工作安全措施票，实现对装置检修操作正确性和对隔离措施实施结果的确认。电保护信息远程在线化支持，解决“电网发展增速、人员提质增效”要求与现实的矛盾，具有重要意义。

1 文继锋，盛海华，周 强，等．智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用[J]．江苏电机工程，2015，34(1)：21-24.

3 结束语

智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统项目的开展，最大限度提高了保护设备的利用率，有效减少了设备停电时间，降低了继电保护“三误”事故发生的概率，提高了变电站继电保护系统的运行可靠性，保证了电网的安全稳定运行；对实现继

国网公司要求全面做好2017年防汛工作

2017-03-24，国家电网公司印发《关于全面做好2017年防汛工作的通知》，要求各分部、各省(自治区、直辖市)电力公司、相关直属单位全面做好2017年防汛工作，确保汛期电力设施的运行安全。

今年，我国气候形势复杂，气候状况总体偏差，极端气象水文事件可能多发，区域性暴雨洪水可能重发，防汛工作形势严峻。公司提出，2017年防汛工作总体目标是，确保水电厂及大坝不垮坝、不漫坝、不水淹厂房；确保换流站、重要变电站和输电设施安全度汛；确保不发生涉水触电人身伤亡和抢险救灾过程中的人身伤亡。

各单位要坚持“安全第一、常抓不懈、预防为主、全力抢险”原则，全面加强组织领导，健全防汛组织体系，落实企业主要行政负责人为核心的各级防汛工作负责制，做到组织到位、管理到位、责任到位、措施到位，推进防汛工作扎实开展，确保电力设施安全度汛及全年防汛工作顺利完成。

公司提出，积极推动防汛工作向系统化、专业化、规范化、常态化转变，将防汛工作与运检、营销、建设等专业管理有机结合，进一步加强防汛相关规程、标准、制度等建设。各单位要结合政府防汛部门年度防汛工作方案，制定针对性的电力设施应急预案；提早做好防汛应急物资储备，配足必要的抢修设备、备品配件等防汛抢险物资，大力提升电力设施技防水平；加大防汛物资储备，积极推进“大云物移”等现代技术应用，提高监测预警能力，进一步提升防汛减灾能力。

4月20日前，各单位要对发输变配电设施、水电厂及大坝、在建工程等进行一次全面的防汛自查，重点检查水电厂、在建工程及水毁频率高的电力设施度汛安全隐患，往年防汛隐患整治情况、应急预案的修订完善情况及防汛物资补充更新情况等。针对防汛检查出的问题和隐患，要抓紧制定治理方案及措施，汛前务必完成，保证安全度汛。

（来源：国家电网报 2017-03-31）

2016-07-11；

2016-11-02。

汪希伟(1981—)，男，工程师，主要从事继电保护工作，email：276964876@qq.com。

李 超(1981—)，男，工程师，主要从事继电保护工作。

郭启伟(1985—)，男，工程师，主要从事继电保护工作。

孙 岩(1992—)，男，工程师，主要从事继电保护工作。