智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)

張婧

【摘 要】隨著科技的發(fā)展，智能變電站的不斷更新升級(jí)和大規(guī)模的普及，極大地促進(jìn)了電力行業(yè)的發(fā)展?；诖?，論文研究了智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的功能，對(duì)繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析，并對(duì)智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用進(jìn)行具體闡述，為促進(jìn)智能變電站的發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

【Abstract】With the development of science and technology， the continuous updating and large-scale popularization of intelligent substation have greatly promoted the development of power industry. Based on this， this paper studies the function of relay monitoring and fault diagnosis system of intelligent substation， analyzes the network structure and function realization of the relay protection condition monitoring and fault diagnosis system， and describes the application of condition monitoring and fault diagnosis system of relay protection in intelligent substation， in order to lay the foundation for promoting the development of intelligent substation.

【關(guān)鍵詞】智能變電站；繼電保護(hù)；監(jiān)測(cè)；故障診斷

【Keywords】 intelligent substation； relay protection； monitoring； fault diagnosis

【中圖分類號(hào)】TM63；TM76；TM77 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【文章編號(hào)】1673-1069（2017）10-0154-02

1 引言

在信息化時(shí)代背景下，數(shù)字化智能變電站被廣泛應(yīng)用，并且取得了良好的成績(jī)。但是智能變電站的繼電保護(hù)容易發(fā)生故障，并且故障的類型比較復(fù)雜，需要采取科學(xué)的手段，有針對(duì)性地進(jìn)行防護(hù)。智能變電站將常規(guī)變電站可見的二次回路，轉(zhuǎn)變成不可見的二次回路，增加了繼電保護(hù)故障診斷的難度，同時(shí)提高了對(duì)檢修人員技術(shù)水平的要求。為確保智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，需要對(duì)繼電保護(hù)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，從而有針對(duì)性地采取應(yīng)對(duì)策略。

2 智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的功能

智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的功能主要有：對(duì)全站范圍內(nèi)的SCD文件進(jìn)行管理，對(duì)繼電保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行控制，系統(tǒng)同時(shí)安裝虛端子、虛回路監(jiān)控系統(tǒng)、智能防護(hù)系統(tǒng)等。其能夠?qū)ο到y(tǒng)的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，通過對(duì)數(shù)據(jù)的分析，找出故障原因，從而實(shí)現(xiàn)智能變電站的繼電保護(hù)[1]。繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，其信息采集范圍較廣，主要包括合并單元、線路保護(hù)設(shè)施、智能終端、安全裝置等。繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，能夠通過SCD文件反映智能變電站的運(yùn)行情況。若是發(fā)生系統(tǒng)故障，會(huì)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，通知工作人員進(jìn)行檢修，從而維護(hù)了智能變電站二次系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)的收集，為日后智能變電站的維修提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，有助于故障的分析與決策。繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，維護(hù)了輸配電線路的穩(wěn)定運(yùn)行，確保了電能的輸送安全，為用戶提供了持續(xù)不斷的電能輸送。

3 智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與功能實(shí)現(xiàn)

3.1 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)主要包括故障診斷系統(tǒng)模塊和繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，前者主要布設(shè)在變電站端，后者主要布設(shè)在調(diào)度端主站系統(tǒng)。繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集模塊，以及數(shù)據(jù)信息管理模塊[2]。數(shù)據(jù)采集模塊主要利用過程層網(wǎng)絡(luò)，對(duì)過程層設(shè)備的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行收集，從而完成數(shù)據(jù)采集工作。數(shù)據(jù)信息管理模塊主要是將數(shù)據(jù)采集模塊收集的信息進(jìn)行存儲(chǔ)管理，在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)進(jìn)行分析，從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)與故障診斷。系統(tǒng)會(huì)將故障診斷的結(jié)果進(jìn)行上報(bào)，傳送至調(diào)度端，以便工作人員進(jìn)行維修。智能變電站的調(diào)度端同時(shí)設(shè)置了繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模塊，其主要是為主站的軟件系統(tǒng)進(jìn)行服務(wù)，屬于獨(dú)立工作模塊。智能變電站的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)需要不斷進(jìn)行優(yōu)化，從而提高系統(tǒng)性能，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性與穩(wěn)定性。

3.2 SCD模型文件管理

SCD模型文件管理是繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的重要組成部分之一。SCD模型文件管理的主要功能是幫助系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的獲取，其能夠?qū)^程層虛回路與軟壓板的邏輯關(guān)系進(jìn)行描述，對(duì)調(diào)度命令和一二次的關(guān)聯(lián)進(jìn)行描述等。通過SCD模型文件管理，能夠了解通信參數(shù)、二次回路監(jiān)測(cè)信息以及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲玫冗\(yùn)行的具體情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)全站范圍內(nèi)的監(jiān)測(cè)，有助于對(duì)智能變電站的管理[3]。若是繼電保護(hù)SCD模型文件進(jìn)行更新升級(jí)，此時(shí)的數(shù)據(jù)管理模塊過程層虛端子會(huì)與SCD模型文件的CRC進(jìn)行核對(duì)比較，從而將更新的信息反饋在SCD界面對(duì)工作人員做出提醒。同時(shí)確定SCD模型文件管理更新之后的功能范圍，以及對(duì)IED裝置的影響。SCD模型文件管理對(duì)于繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)至關(guān)重要，唯有通過SCD模型文件管理，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)全站范圍內(nèi)的監(jiān)控，完成系統(tǒng)故障診斷的目標(biāo)。

3.3 繼電保護(hù)故障智能診斷endprint

繼電保護(hù)故障智能診斷的方法主要包括以下幾方面：

①系統(tǒng)通過接收合并單元以及交換機(jī)等上報(bào)的信息，對(duì)信息進(jìn)行存儲(chǔ)管理。直接采集過程層網(wǎng)絡(luò)，會(huì)對(duì)存儲(chǔ)的信息進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，同時(shí)分析網(wǎng)絡(luò)通信的情況[4]。

②系統(tǒng)根據(jù)對(duì)裝置硬件的報(bào)警信息、監(jiān)測(cè)信息、狀態(tài)信息等，對(duì)裝置硬件的運(yùn)行情況進(jìn)行分析。同時(shí)根據(jù)監(jiān)測(cè)信息的內(nèi)容和變化趨勢(shì)，對(duì)故障做出告警。監(jiān)測(cè)報(bào)警裝置的硬件信息主要包括溫度信息、電源電壓信息、光釬強(qiáng)弱信息等。

③系統(tǒng)需要通過監(jiān)測(cè)信息，確定裝置硬件的故障位置。系統(tǒng)需要收集能夠分析出故障位置的信息，主要是收集光纖接口處的狀態(tài)信息、裝置設(shè)備短路異常反饋的信息、裝置報(bào)文等，通過對(duì)信息的分析，確定故障位置的范圍，為工作人員的檢修提供便利。

④變電站系統(tǒng)能夠?qū)﹂_關(guān)故障、交流回路、閉鎖回路等情況進(jìn)行圖形展示，對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行描述。對(duì)于故障的圖形展示主要是在調(diào)度端進(jìn)行展現(xiàn)。調(diào)度端可以通過邏輯功能，對(duì)故障的情況進(jìn)行圖像描述，方便工作人員的識(shí)別。

4 智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用流程

智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的應(yīng)用流程，主要包括以下幾方面：

①系統(tǒng)通過相關(guān)工具，將SCD管理文件接入，利用SCD管理文件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，對(duì)監(jiān)測(cè)信息進(jìn)行收集，并且存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而形成繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)模型[5]。

②系統(tǒng)利用畫圖裝置，描繪系統(tǒng)的電路圖、接線圖、保護(hù)裝置運(yùn)行圖等，工作人員可以通過圖像去了解各個(gè)環(huán)節(jié)的運(yùn)行狀態(tài)，有利于系統(tǒng)的統(tǒng)一管理。

③系統(tǒng)主要利用過程層交換機(jī)、接收保護(hù)設(shè)備、合并單元等獲得信息，通過信息對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行管理。若是繼電保護(hù)發(fā)生故障，信息會(huì)發(fā)生變化，系統(tǒng)將進(jìn)行報(bào)警，工作人員可以及時(shí)地對(duì)故障進(jìn)行檢測(cè)，從而有效地解決問題。

④系統(tǒng)的過程層交換機(jī)能夠接收設(shè)備的遙信量，以及MMS報(bào)告等，能夠?yàn)楣收显\斷提供可靠依據(jù)。

⑤系統(tǒng)能夠通過二次工作安全措施，檢測(cè)設(shè)備的維修是否正確，同時(shí)能夠?qū)S修結(jié)果進(jìn)行反饋，確保故障維修的質(zhì)量。

5 結(jié)論

綜上所述，智能變電站的繼電保護(hù)容易發(fā)生故障，主要是由于系統(tǒng)的二次回路屬于不可見回路，提高了故障分析的難度。唯有對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，分析故障原因，才能確保輸電線路的穩(wěn)定運(yùn)行，為社會(huì)創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)收益。論文通過對(duì)智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、功能實(shí)現(xiàn)、具體應(yīng)用的分析，總結(jié)出繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的工作原理與工作流程，為未來智能變電站的研究發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

【參考文獻(xiàn)】

【1】浮明軍，劉昊昱，董磊超.智能變電站繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)研究和應(yīng)用[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（01）：40-44.

【2】王同文，謝民，孫月琴，等.智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性分析[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2015，43（06）：58-66.

【3】汪希偉，李超，郭啟偉，等.智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)研究[J].山東電力技術(shù)，2017，44（02）：55-57.

【4】汪希偉，李超，郭啟偉，等.智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)[J].電力安全技術(shù)，2017，19（04）：19-21.

【5】葉遠(yuǎn)波，孫月琴，黃太貴，等.智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016，44（20）：148-153.endprint