智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用

来源:用户上传      作者:周虎

　　摘 要：继电保护系统在线监测技术得到了较快的发展，在智能变电站中得到了较为广泛的应用。本文对继电保护和电力设备状态监测进行分析，对智能变电站继电保护二次回路在线监测展开探讨。
　　关键词：智能变电站;监控技术;继电保护
　　 随着国家对电力系统建设的投入力度加大，智能变电站建设可以为继电保护系统的运行状态监测和故障判断创造了良好的条件，可以把传统变电站采用二次电缆转变为可以进行状态监测的光纤通信网络，在继电保护装置的自动化、智能化水平的提升，可以更好对电力设备关键数据信息进行监测，从而为继电保护系统在线监测打下了坚实的基础。
　　1 继电保护和电力设备状态监测
　　变电站原来采用的继电保护装置可以形成正常和故障两种状态信息，变电站电力设备检修所采用的模式为故障和定期检修，智能变电站采取的继电保护系统和电力设备可以实现不间断的状态监测，从而获取到关键电力设备的运行信息，采用通信的方式来接收和发送数据，智能变电站继电保护监测系统可以获取到缓存数据，分析和判断电力设备运行信息的规律，并把电力设备故障时输出的模拟量信息进行结合，可以根据具体的数据信息来制定出合理的检修方式。
　　1.1 继电保护系统运行状态监测
　　为了更好地对智能变电站继电保护运行状态进行实时监测，并把获取到的数据进行综合、系统地应用，通过通信装置把监测到的数据信息发送到计算机中，从而对继电保护系统运行状态进行分析和判断。智能变电站中继电保护装置运行状态输出的运行信息主要有：（1）电源运行信息和电压的输出。（2）运行温度信息，主要有继电保护装置过程控制层光纤通信接口的运行温度、继电保护装置运行温度。（3）光强信息，继电保护装置过程控制层光纤数据接口输出光强、接收光强。（4）繼电保护系统运行统计信息，控制装置针对对象的事件统计信息、设备的无故障运行时间、采样值分析信息等。（5）系统自检信息，主要是指监测控制回路的自检测信息和硬件运行信息。还有合并单元和智能终端运行时输出的温度、光强信息。
　　1.2 继电保护系统运行状态监测信息传输模式
　　在实际应用过程中，智能终端及合并单元为过程层网络设备，数据信息分析和判断功能是由站控层网络完成的，所以，获取到的继电保护在线运行状态信息无法直接上传，可以应用下述办法来对监测数据进行上传：（1）利用测控装置完成数据信息的转换，在线监测运行信息可以利用GOOSE、SV来形成报方，然后输送给监测控制装置，获取到具体报文信息后，按着数据报文规范要求把信息上传到监测系统。（2）采用网络分析装置来完成数据信息的转发，该装置要以获取到网络过程层面传输的在线监测数据信息，对数据报文进行解析以后，可以经过MMS报文来完成端口数据的转发。可以把两种数据上传方式结合起来，继电保护状态信息都在使用过程中生成的，针对数据突变可能性不大的信息，数据采集的周期可以适当延长，不需要高传输速率的数据传输方式。
　　2 继电保护二次回路在线监测
　　光纤数据信息传送方式取替了原来屏蔽电缆传输模拟量的办法，在线监测系统在正常条件下，数据信息的交互可以用来判断通信逻辑及通断情况，不再采用定检的办法来进行校验，二次回路监测主要针对逻辑网络链路和物理链路的运行状态进行分析。
　　2.1 物理链路通信在线监测
　　为了可以对二次回路物理链路通信状态进行有效的监测，应该对过程层继电保护设备的物理链路拓扑结构信息进行深入的了解，不管应用组网通信办法，还是点对点通信模式，可以把继电保护过程层通信视作发送和接收方的通信链路。光纤通信链路主要由接收方数据端口、发送方数据端口和点对点光纤构成。采用光纤链路进行二次回路监视，通信状态的监视需在接收方实现，如果光纤链路存在异常，则无法得到有效的数据信息，可以推断出光纤链路产生问题，但不能准确定位是发送方、接收方还是链路存在异常。为了更好地实现对光纤链路运行状态监视，数据信息接收装置应该对异常信息进行准确的识别，需要从数据发送设备角度进行定义。
　　过程层继电设备光纤数据发送存在问题多是由于装置运行存在问题，或者是因为插件异常运行引起的，智能变电站很多的继电保护设备都会形成链路异常信号。智能变电站二次回路在线监测可以全面处理所有链路的异常警报信息，并结合通信拓扑结构方式，来推断出出现故障的可能性，从而准确定位在那个环节中出现运行故障。
　　2.2 逻辑链路通信在线监测
　　智能变电站不但需要对物理链路通信实现在线监测，还需要对过程层通信内容是否有效过程地在线监测，从而保证实际继电保护装置生效过程层通信参数设置和SCD集成保持相符。根据国际通用标准内容要求，过程层GOOSE与SV进行数据信息交互时，需要完成通信数据、配置参数方面的交互，这就为逻辑链路通信实时监测打下了良好的基础。采用GOOSE、SV报文交换采用单一的标识，如何完成交互会在SCD文件中做出规定。
　　当前，主要的制造商都可以实现对GOOSE及SV参数设置的在线核对，如果存在发送和接收不一致时会形成报警信息，把此作为前提来验证发送参数设置及SCD集成设置能否相符，在逻辑性方面来判断SCD集成设置、发送和接收设置是否一致。
　　3 结语
　　做好智能变电站继电保护状态监测，可以更好地发挥出电力设备的性能，避免较长时间的停电。减少电气故障发生的可能性，更好地提升智能变电站供电可靠性，企业的经济效益也会进一步提升，在线监测技术值得大范围推广。
　　参考文献：
　　[1]王堃.智能变电站继电保护在线监测系统的实现[J].电子技术与软件工程，2018（11）：244.
　　[2]程喜胜.智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用[J].山东工业技术，2018（18）：167.
　　[3]曹力行.智能变电站继电保护系统状态检修策略研究[D].华中科技大学，2015.
　　作者简介：周虎（1986-），河北保定人，本科，助理工程师，研究方向：电子技术。
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