智能变电站二次设备的运行和维护分析

文凯

摘 要：随着社会的快速智能化发展，变电站这一传统的重要场所也不断向着智能化方向发展。现如今，我国智能变电站的发展已经达到了可以大规模进行推广的条件。智能变电站主要由设备层、系统层组成，与传统变电站最大的差别体现在三个方面：一次设备智能化、设备检修状态化，以及二次设备网络化。其中二次设备的在线监测系统作为智能变电站的核心设备，其运行与维护，对于保障智能变电站的正常运转来说具有至关重要的作用。本文从多方面简析了智能变电站二次设备的运行维护。

关键词：智能变电站；二次设备；运行；维护

中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）16-0168-01

智能变电站二次设备的运行与维护，对于提升电网建设质量和电网运行效率，提高电网设备全寿命周期管理水平，保障能源输送和优化资源配置方面具有重大的经济效益和社会效益。电网公司在做出成绩的同时，设备生产企业也应意识到二次设备产品质量的重要性，夯实运维服务。目前，电网公司面临着变电站数目不断增多，而运行维护人员无法同步增加导致的运行维护压力大的矛盾。如果解决不好这个矛盾，就会影响设备的可靠性，进一步威胁供电可靠性。因此，要求二次设备厂商的解决方案不止局限于产品供应，服务也是不可或缺的组成部分。

1 智能站的保护配置

220kv及以上电压等级的继电保护及与之相关的设备、网络等应按照双重化原则进行配置，即开关保护双重化与重合闸双重化。双重化配置的MU应与电子式互感器两套独立的二次采样系统一一对应。双重化配置保护使用的GOOSE（SV）网络应遵循相互独立的原则，当一个网络异常或者退出时不应影响另一个网络的运行。两套保护的跳闸回路应与两个只能终端分别对应，两个智能终端应与断路器的两个跳闸线圈分别对应。保护装置、智能终端等电子设备间的相互启动、相互闭锁、位置状态等交换信息，可通过GOOSE网络传输，双重化配置的保护之间不直接交换信息。

智能断路器与传统断路器相比具有如下优点：（1）智能终端就地安装于断路器本体附近，通过光缆与二次设备连接，一二次设备之间有效隔离，消除电磁骚扰问题，提高二次设备的安全可靠性；（2）高速以太网技术和GOOSE报文特有的快速重发机制和接收预报警机制大大提高了状态量、控制命令的传输实时性和成功率；（3）智能终端具备16路开入通道，最大配置19路开出通道，可监视、控制本间隔所有状态，能够实现间隔内的防误闭锁和顺序操作；（4）具备一次设备在线监测功能，可将对一次设备的定时检修转变为状态检修；（5）具有4路光纤以太网接口，在实现网络互连和数据共享的同时，大大减少交换机的用量。

智能断路器由断路器、隔离开关和KE-9483智能终端组成。每个间隔配置一台KE-9483，就近安装于断路器本体附近。KE-9483具备16路开入量采集通道，就近采集断路器和隔离开关的状态，当状态量变化时，通过高速光纤以太网向间隔层二次设备发布GOOSE报文，报文中包含状态量变化的品质、时间等信息。二次设备需要控制断路器和隔离开关动作时，也通过光纤以太网向KE-9483发布相应的GOOSE报文，由KE-9483控制合跳闸操作回路。

2 智能站保护的采样及跳闸

线路保护直接采样，直接跳相应的断路器；经GOOSE网络启动断路器失灵、重合闸。变压器保护直接采样，直接跳各侧断路器；跳母联、分段断路器及闭锁备自投、启动失灵等可采用GOOSE网络传输。变压器保护可通过GOOSE网络接收失灵保护跳闸命令，并实现失灵跳各侧断路器。非电量保护采用就地直接电缆跳闸，信息通过本体智能终端上送过程层GOOSE网。母线保护直接采样、直接跳闸，当接入元件数量较多的时候，可采用分布式母线保护。断路器保护跳本断路器采用点对点直接跳闸；本断路器失灵时，经GOOSE网络通过相邻断路器保护或者母线保护跳相邻断路器。

3 智能站二次设备的运行状态

跳闸：保护装置的交、直流回路正常运行，保护出口回路（跳闸、启动失灵和启动重合闸等）正常运行，装置SV软压板投入，检修应压板退出。

信号：保护装置的交、直流回路正常运行，保护出口回路（跳闸、启动失灵和启动重合闸等）停用，装置SV软压板投入，检修应压板退出。

停用：保护装置的交、直流回路停用，保护出口回路（跳闸、启动失灵和启动重合闸等）停用，装置SV软压板退出，检修应压板投入。

变压器智能化单元（可简称 TIED），这是整个智能化变压器的核心，其内部植有数据管理。箱式变压器的保护是专门保护变压器的，是集开发研制的集保护、监视、控制、通信等多种功能于一体的电力自动化高新技术产品，是构成智能化箱式变压器的理想电器单元。目前，低压电器智能化要求应用智能制造技术和装备，建立包括关键部件自动生产线、低压电器自动检测线、低压电器自动装备线等。

4 检修机制

检修状态通过装置检修硬压板并入实现，当压板投入时，表示装置处于检修状态。装置应通过LED状态灯、液晶显示屏或者报警接点提醒运行、检修人员装置处于检修状态。装置检修硬压板投入时，其发出的SV、GOOSE报文均带有检修品质标识，接收端设备将收到的报文检修品质标识与自身检修硬压板状态进行一致性比较判断，仅在二者检修状态一致时，对报文做有效处理。

变压器的状态检测主要包括局部放电监测、油中溶解气体监测、绕组光纤测温、侵入波监测、变压器振动波和噪声等。

智能变压器运行中除了与高压电网相连接的母线外，变压器与控制系统仅靠通信光纤相连。低压电器门槛不低，但是产品重复性竞争严重。如果企业不转型升级，还是专注于低端产品，不会符合行业发展的需要。在力阳电器原材料采购方面，下游的原材料成本雖然下降了，但是劳动力成本在逐步攀升，未来几年劳动力成本将越来越高，但是目前机器人加工等自动化流程还未实现，导致中小型低压电器企业压力巨大。因此，智能制造是提升低压电器行业自动化水平的最高体现。

5 MMS报文检修处理机制

首先，装置应将检修压板状态上送客户端。当装置检修压板投入时，本装置上送的所有报文中信号的品质q的Test位应置。客户端根据上送报文中的品质q的Test位判断报文是否为检修报文，并坐错车相应处置。当为检修报文时，报文内容应不显示在简报窗口中，不发出音响警告，但应该刷新画面，保证画面的状态与实际相符。检修报文应及时存储，并可通过单独的窗口进行查询。

6 GOOSE报文检修处理机制

GOOSE面向对象的通用变电站事件，主要应用于传递状态信息和保护动作信号。9-2采样值报文基于61850-9-2部分定义的采样值发送原则。应用于合并单元发送采样值和保护接收采样值，一旦出现这两种数值相等的情况，便将信号作为有效进行处理或者操作，不一致时则要始终保持之前的状态即可。当发送方GOOSE报文中test置位发生GOOSE中断时，接收装置应报具体的GOOSE中断报告，但不应报“装置告警（异常）”信号，也不应点“装置告警（异常）”灯。

7 结语

总而言之，随着我国电力供应范围、并网输送量逐年增长以及用户对电力可靠性要求日趋苛刻，智能变电技术将不断完善，这也需要二次设备的运行和维护与之同步；在与云计算、大数据融合过程中，除了在设备上预留端口以外，服务方案还包括收集数据、实时监测、信号交互、故障处理等基本维护措施。未来企业也会着力在新一代智能变电站中拟引入一种新的监测信息采集装置，类似于一种公用的测控装置，其功能将定位于对过程层设备的二次状态监测信息进行采集并上送至综合应用服务器。

参考文献

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