智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)

靳軍++王維杰

摘 要：近年來我國的電力系統(tǒng)發(fā)展迅速，智能變電站也得到了大規(guī)模的應(yīng)用，基于這一現(xiàn)狀下怎樣能夠充分應(yīng)用好變電站數(shù)字化與標(biāo)準(zhǔn)化特點，做到對二次系統(tǒng)運(yùn)行情況的有效掌控，并最終將智能變電站的優(yōu)勢充分發(fā)揮出來現(xiàn)已成為電力企業(yè)所必須予以重點思考的一項問題。在本次研究中主要就通過數(shù)據(jù)采集與管理來具體分析了智能變電站的二次設(shè)備在線監(jiān)測技術(shù)，并進(jìn)一步探究了自檢信息診斷、對時信息診斷、通信報文診斷、綜合診斷等故障診斷措施。最終希望借助于本文的研究工作能夠引起更為廣泛的討論與交流，并為相關(guān)的智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷提供一些新思路、新方法。

關(guān)鍵詞：智能變電站 二次設(shè)備 在線監(jiān)測 故障診斷

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）10（a）-0024-02

隨著近些年來智能變電站的大規(guī)模投入運(yùn)營，其在整個電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中所占到的比重也越來越大，這也將成為未來電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的一個主流趨勢。但同時也需注意到，由于智能變電站內(nèi)采用了許多的通信及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，這也在很大程度上使得變電站的運(yùn)行維護(hù)變得更難控制，怎樣能夠?qū)⒅悄茏冸娬镜膬?yōu)勢特性充分的發(fā)揮出來，促成對二次系統(tǒng)實時運(yùn)行情況的精準(zhǔn)控制，現(xiàn)已成為廣大電力工作者所必須引起關(guān)注的一個重要課題。據(jù)此，就針對智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測及故障診斷技術(shù)展開相關(guān)的研究工作意義重大。

1 技術(shù)體系架構(gòu)

智能變電站二次設(shè)備在線監(jiān)測故障系統(tǒng)架構(gòu)主要就包括了通信鏈路、在線狀態(tài)監(jiān)測、故障診斷裝置、調(diào)度技術(shù)支持系統(tǒng)等模塊所共同構(gòu)成。處于變電站一段的二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測與診斷裝置的組成部分具體就包括了數(shù)據(jù)采集單元與管理單元兩部分。其中采集單元主要是經(jīng)由過程層網(wǎng)絡(luò)來取得相關(guān)的設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息；管理單元則是有站控層網(wǎng)絡(luò)來取得相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與設(shè)備信息，同時通過專家系統(tǒng)來將所獲取到的設(shè)備數(shù)據(jù)信息予以綜合化的處置，以促成對二次設(shè)備在線監(jiān)測與故障診斷功能的有效實現(xiàn)。

2 在線監(jiān)測

2.1 數(shù)據(jù)采集

在這一單元模塊當(dāng)中其最為核心的功能作用即為進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的采集，以及對過程層數(shù)據(jù)內(nèi)容的統(tǒng)計整理。在過程層的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息統(tǒng)計當(dāng)中，有著十分完整的原始保溫解析與統(tǒng)計功能，可以把相關(guān)的報文信息內(nèi)容依據(jù)配置控制塊來展開異常情況分析，并按照不同的類型予以統(tǒng)計處理，根據(jù)預(yù)先所設(shè)定的限定范圍來進(jìn)行劃分，并傳輸至分析管理單元內(nèi)。交換機(jī)的管理功能則主要是和交換機(jī)開展協(xié)議通信，以掌握交換機(jī)的實時性信息內(nèi)容，進(jìn)而便可就過程層的網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)展開更加具體的分析。

2.2 數(shù)據(jù)管理

在數(shù)據(jù)管理單元當(dāng)中其具體功能主要就包括了以下4種，現(xiàn)具體分析如下。

（1）二次設(shè)備SCD模型文件管理。取得二次設(shè)備的SCD模型文件，其中主要就含括了二次系統(tǒng)的配置文件信息、過程層虛回路信息以及軟壓板邏輯關(guān)系、二次回路虛端子連接及網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞取?/p>

（2）二次設(shè)備和回路狀態(tài)監(jiān)測。獲取采集單元所采集到的信息，并對各項信息內(nèi)容實施精選篩分；搜集并同時針對裝置當(dāng)中的二次回路實時性監(jiān)測信息做到分類管理，將狀態(tài)信息具體顯示出來；針對系統(tǒng)所出現(xiàn)的各種異常情況作出報警提示，對于網(wǎng)絡(luò)通信狀態(tài)的分析由針對過程層的網(wǎng)絡(luò)報文直接采集獲得，同時針對報文信息內(nèi)容開展在線分析。

（3）二次系統(tǒng)可視化。采取更加直觀、形象的可視化展示方式來對二次設(shè)備的檢修狀態(tài)予以顯示；依據(jù)全站模型文件自主產(chǎn)生出新增設(shè)備在線檢測信息展示信息。

（4）二次系統(tǒng)故障診斷。這一部分?jǐn)?shù)據(jù)管理功能具體包括有針對系統(tǒng)的異常狀況發(fā)出警報信息，評估網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與虛回路的運(yùn)行狀態(tài)；在做出繼電保護(hù)動作亦或是二次設(shè)備出現(xiàn)故障問題時，可根據(jù)專家系統(tǒng)來開展智能化診斷評估，以達(dá)到對二次裝置硬件與回路的故障精準(zhǔn)定位。

3 故障診斷

3.1 診斷模型

一旦智能變電站二次設(shè)備出現(xiàn)故障問題后，不論是檢測智能設(shè)備自身，亦或是通信報文均會生成大規(guī)模的報警信息內(nèi)容。在線監(jiān)測系統(tǒng)在獲取到了所出現(xiàn)的報警信息內(nèi)容后便可發(fā)送至故障診斷系統(tǒng)來進(jìn)行分析處置。二次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)診斷模型具體可分為四個層級，即：（1）二次設(shè)備在線監(jiān)測系統(tǒng)將采集到的故障特征信息做出診斷基礎(chǔ)；（2）通過自檢信息診斷、對時信息診斷、通信報文診斷這三種診斷方式分別進(jìn)行診斷評價；（3）通過對上述三種診斷方式的結(jié)果匯總，來開展綜合診斷；（4）最終輸出診斷結(jié)果。

3.2 診斷系統(tǒng)功能

可依據(jù)故障現(xiàn)象所體現(xiàn)出的不同特征信息來開展與之相對應(yīng)的診斷措施，具體就包括了以下4種診斷方式。

3.2.1 自檢信息診斷

在這一種信息診斷方式當(dāng)中又可按照所診斷的目標(biāo)對象不同，進(jìn)一步細(xì)分為設(shè)備功能異常診斷和設(shè)備通信中斷診斷兩種。（1）設(shè)備功能異常診斷。造成裝置功能出現(xiàn)故障問題的因素多種多樣，諸如采樣回路CT端線、檢修壓板故障等君會造成保護(hù)裝置失效。單個裝置的功能異常將會進(jìn)一步引發(fā)多功能異常，而通過采取自檢信息診斷便可精準(zhǔn)判斷出自身所存在著的缺陷與不足，并可將之作為設(shè)備功能異常診斷的主要信息源頭。（2）設(shè)備通信中斷診斷。在整個智能變電站系統(tǒng)當(dāng)中其測量、控制及安全防護(hù)等功能的達(dá)成均需憑借數(shù)字信息傳導(dǎo)方可實現(xiàn)，通信網(wǎng)絡(luò)作為一種數(shù)字化的載體形式能夠?qū)τ趥鬏斚到y(tǒng)當(dāng)中的閉鎖、跳閘、采樣等多種信號信息予以精準(zhǔn)傳導(dǎo)，只有保障設(shè)備處于正常運(yùn)行狀態(tài)，方可保障站內(nèi)保溫發(fā)送的精確性。通過對設(shè)備自檢功能的應(yīng)用不但能夠?qū)崿F(xiàn)對光纖端口收發(fā)工作效率的精準(zhǔn)監(jiān)控，同時在報文通道出現(xiàn)故障問題之時亦可發(fā)出報警信息，由此也便能夠?qū)崿F(xiàn)對設(shè)備通信終端情況的準(zhǔn)確判斷。

3.2.2 對時信息診斷

在測量到設(shè)備出現(xiàn)了對視故障問題時，其很有可能是由于被授時設(shè)備對時信號、對時服務(wù)以及時間跳變偵測等均出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，將上述信息予以綜合分析便可確定出故障設(shè)備。

3.2.3 通信報文診斷

一旦通信報文在線監(jiān)測系統(tǒng)所測得的報文誤碼率有所升高，丟包數(shù)增多，流量顯示不正常并同時發(fā)出報警信息，若未能夠在第一時間得到有效處理，便會造成通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常現(xiàn)象，變電站運(yùn)行也將受到影響。

3.2.4 綜合診斷

這一診斷方式是通過對在線監(jiān)測系統(tǒng)所搜集的自檢報警信息、通信保溫報警信息、對時報警信息的應(yīng)用，來實現(xiàn)對于測控裝置、保護(hù)單元、智能終端等二次設(shè)備的故障分析。

4 結(jié)語

總而言之，隨著目前關(guān)于智能變電站的二次設(shè)備及其在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)研究的不斷深入，智能變電站當(dāng)中各類IED信息模型所含括的信息內(nèi)容愈發(fā)豐富，由此也便給予智能變電站二次設(shè)備的在線監(jiān)測及故障診斷提供了發(fā)展契機(jī)。要想順利開展好對二次設(shè)備的故障診斷工作，做好在線監(jiān)測工作意義重大。

參考文獻(xiàn)

[1] 倪益民，楊宇，樊陳，等.智能變電站二次設(shè)備集成方案討論[J].電力系統(tǒng)自動化，2014（3）：194-199.

[2] 趙軍，陳維江，張建功，等.智能變電站二次設(shè)備對開關(guān)瞬態(tài)的電磁兼容抗擾度要求分析[J].高電壓技術(shù)，2015，41（5）：1687-1695.

[3] 安永帥，李剛，樊占峰，等.新一代智能變電站控制保護(hù)一體化智能終端研究與開發(fā)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2017，45（8）：138-146.

[4] 蔡驥然，鄭永康，周振宇，等.智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測研究綜述[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016，44（6）：148-154.endprint