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摘要：智能变电站状态监测系统通过对全站关键一次设备运行状态进行实时监测，保存历史监测数据，综合实时监测数据和历史监测数据对一次设备运行状态进行评估分析，给出预警信息和诊断结果。本文首先说明了变电站设备智能状态监测现状及技术，然后阐述了变电站设备智能状态监测系统的设计，最后详细阐述了变电站二次设备状态监测技术的应用。
关键词：变电站设备；状态监测；架构；二次设备
一、变电站设备智能状态监测现状及技术
（一）状态监测现状
目前我国智能变电站状态监测系统监测的对象主要包含主变压器、断路器和GOS等高压开关设备、金属氧化物避雷器等性设备，监测项目涵盖油中溶解气体监测、主变压器铁芯接地电流监测、容性设备介质损耗监测、局部放电监测、SF6微水密度监测、开关机械特性监测等。智能变电站状态监测系统是一个专业性强、覆盖面广、一二次电力设备技术结合紧密的监测系统。
（二）监测技术
1、变压器油中溶解其他监测
监测变压器油中溶解的微量CH4、C2H2、C2H6、C2H4、CO、CO2、H2等其他和微水，用于分析判断变压器内绝缘状况，及时发现过热、发电等安全隐患。
2、变压器铁心接地电流监测
监测变压器铁心接地电流，判断变压器铁心是否发烧两点及多点接地，及时发现变压器铁心的安全隐患。
3、断路器机械特性监测
监测断路器分合闸线圈、储能电机工况，统计断路器分合闸次数，辅以分段电流，估计动触头电寿命。
4、GID特高频局部放电监测
通过采用GIS内部特高频信号，监测GIS密闭气室内局部放电情况，定位放电气室，为GIS设备检修方案提供可靠依据。
5、SF6微水密度监测
监测GIS、SF6断路器气室中SF6气体压力、温度、密度、微水、判断SF6气体绝缘工况。
6、金属氧化物避雷器绝缘监测
检测系统运行时流过MOA的泄露电流、阻性电流、阻容比，判断MOA绝缘老化状况，为是否检修、更换避雷器提供参考。
7、特高频局部放电监测
局部放电指绝缘结构中由于电场分布不均匀，局部场强过高而导致的绝缘介质中局部范围内的放电或击穿现象。局部放电是造成绝缘恶化的主要原因，也是恶化的重要征兆。因此，对局部放电的在线监测对于电力设备的安全运行具有重要意义。
二、变电站设备智能状态监测系统的设计
变电站的智能化主要体现在依据行业统一的标准配置了状态监测IED，使得一次设备智能化。将智能IED通过分层方式进行布设，并网络化布设二次设备，通过通信网络实现了电气设备间的互联互通和智能化监测。随着智能IED的发展和电气设备的融合，变电站中的过程网络层与间隔层逐渐融合，并可实现一体化优化设计。但是智能化变电站的发展是个渐进的过程，目前的变电站主要采用的传统的一次设备，智能组件中的IED也是分散布设。因此，状态监测系统为适应当前变电站实际状态，过程网络层主要还是由一次电气设备的传感器和集成的状态监测IED组成，系统主要实现设备间的信息互通，以及信息的采集、存储和处理。
间隔层主要由二次设备组成，进行一次设备的检测和保护，其布设需要考虑智能组件中IED个数和监测的对象，另外随着技术的发展，还需要考虑设备的扩展以及相互间的信息快速互通。
本文依据上述要求对状态监测IED依据功能进行相应的配置，主IED主要包括站控层IED和可实现信息采集、处理并上报的IED，子IED为其他随一次电气设备分散布置的IED，其主要功能是对单一设备进行监测并上传信息到通信网络。状态监测系统的配置应符合的要求：（1）对电气设备的综合监测应进行主IED设置，单一监测需设置子IED；（2）子IED功能应尽量单一简化，提升可靠性，降低实现难度；（3）对电气设备均需考虑其运行环境等状态变量，并设置监测子IED用以收集运行环境数据和运行状态信息。
在三层两网的基础上进行智能化状态监测系统的架构设计，分布配置主IED及子IED，各IED的检测信息通过通信网络进行上传，变电站全站监测通过收集变电站内所有IED上传的信息，并进行信息处理，依据状态信息确定各电气设备的运行水平，并对设备的运行状态进行评估。监测系统平时可对设备运行状态信息进行采集和管理，当设备故障发生时，可快速依据信息的变化进行提前预警和定位，或者通过采集的信息预示设备状态的运行趋势，对于需维护保养的设备可提前通报，可有效避免故障的发生。可考虑集成专家系统或故障诊断系统进行故障预判，实现故障的快速准确定位，并提供维护决策。
三、变电站二次设备状态监测技术的应用
（一）分布式数字化
目前，自我国大多数变电站中，主要的监测重点便是电压和电流的实时情况，而装置本身的检测包括看门狗检测、装置开启次数、工作区健康状况等。在智能变电站中，可利用数字化保护装置，对二次设备运行状态进行有效监测。例如，在智能变电站调度自动化系统监测过程中，相关工作人员可以利用变电站整体数字规划，与电子互感器相结合，将监测信号转化成数字信号，并利用光纤将信息传输到指定系统中。在光纤选择上，应根据相关标准，通过合并器加工而形成，主要应用于信息传递，确保相关装置接收到完整的信息。在分布式保护装置安装过程中，一定要保证装置本身具有LED功能，而且在每个间隔中安装独立接口程序和继电保护装置。有的保护装置发挥的作用较大，需对其进行双重配置，如主变间隔等。随着科学技术的不断发展，想要实现对智能变电站保护装置的状态监测并不难，这主要是由于新型变电站中安装了电子式互感器，通过这种互感器，数字信号便可以随时进入保护装置中，避免了二次电压、电流的出现。另外，保护装置可以对数据采集工作进行监控，一旦出现信息丢失等情况，便会立刻报警，工作人员根据报警信息，可迅速恢复系统，以保证工作效率。
（二）集中式数字化
集中式数字化保护装置可以可以赋予很多设备LED功能。该保护装置可同时进行多条线路监测工作，提高工作效率。一般情况下，集中式数字化在工作中需要两套或者以上的保护装置。集中式与分布式存在很大不同，它靠监测对象的减少，实现了操作的简化，可以让监测内容更加一目了然。双套保护成功避开了装置和自检间的互相检测，简化了操作过程。集中保护可以将分布装置看做是不同的监测个体，在每一个装置上都配有软压板监测等不同功能，而这些功能在集中式保护装置上又实现了完美统一，大大缩小了监测范围，只需一个监测通道便可以实现多个设备的实施监测，实现了工作量的有效降低。与此同时，工作人员还可以在变电站运行过程中及时发现问题，例如，集中式保护可以通过电源数量的减少，增加对二次设备的监测效果，为监测工作增加便捷性，避免因为工作量大导致变电站运行出现混乱。
结语
综上，本文通过分析智能变电站的状态监测技术，构建了智能变电站的状态监测系统架构，为后续进行系统的详细设计打下基础。智能变电站状态监测系统的设计为变电站智能化运行提供了信息预处理，便于人员进行快速数据分析和判断，具有现实的操作意义和实践作用，有助于变电站的可靠稳定运行。
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