智能变电站二次设备在线监测及故障诊断技术

2017-11-28靳军王维杰

科技创新导报 2017年28期

靳军++王维杰

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

中图分类号：TM63 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）10（a）-0024-02

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 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。

2 在线监测

2.1 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。

2.2 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。

3 故障诊断

3.1 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。

3.2 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。

3.2.1 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診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，方可保障站内保温发送的精确性。通过对设备自检功能的应用不但能够实现对光纤端口收发工作效率的精准监控，同时在报文通道出现故障问题之时亦可发出报警信息，由此也便能够实现对设备通信终端情况的准确判断。

3.2.2 对时信息诊断

在测量到设备出现了对视故障问题时，其很有可能是由于被授时设备对时信号、对时服务以及时间跳变侦测等均出现异常现象，将上述信息予以综合分析便可确定出故障设备。

3.2.3 通信报文诊断

一旦通信报文在线监测系统所测得的报文误码率有所升高，丢包数增多，流量显示不正常并同时发出报警信息，若未能够在第一时间得到有效处理，便会造成通信网络出现异常现象，变电站运行也将受到影响。

3.2.4 综合诊断

这一诊断方式是通过对在线监测系统所搜集的自检报警信息、通信保温报警信息、对时报警信息的应用，来实现对于测控装置、保护单元、智能终端等二次设备的故障分析。

4 结语

总而言之，随着目前关于智能变电站的二次设备及其在线监测与故障诊断技术研究的不断深入，智能变电站当中各类IED信息模型所含括的信息内容愈发丰富，由此也便给予智能变电站二次设备的在线监测及故障诊断提供了发展契机。要想顺利开展好对二次设备的故障诊断工作，做好在线监测工作意义重大。

参考文献

[1] 倪益民，杨宇，樊陈，等.智能变电站二次设备集成方案讨论[J].电力系统自动化，2014（3）：194-199.

[2] 赵军，陈维江，张建功，等.智能变电站二次设备对开关瞬态的电磁兼容抗扰度要求分析[J].高电压技术，2015，41（5）：1687-1695.

[3] 安永帅，李刚，樊占峰，等.新一代智能变电站控制保护一体化智能终端研究与开发[J].电力系统保护与控制，2017，45（8）：138-146.