智能变电站二次设备在线监测及故障诊断技术

智能变电站二次设备在线监测及故障诊断技术

(国网安徽省电力有限公司黄山供电公司安徽黄山245000)

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;故障诊断技术

引言

随着最近几年我国电力系统的飞速发展与进步,智能变电站开始大规模的被社会应用,智能变电站在整个电网系统当中所占有的比重也越来越大,并将逐渐成为未来电网系统发展的一个必要趋势。但是仍然也应该引起高度重视,因为在智能变电站系统当中运用了很多的通信以及网络技术,但是也致使变电站的运行以及维护工作越来越困难,如何充分发挥智能变电站的优势充分的发挥出来,从而对二次系统的运行情况进行更加精确的控制,并逐渐成为电力工作人员应该特别关注的一个问题。

1在线监测

1.1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。

1.2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。

2智能变电站继电保护技术的优势

随着通信技术和互联网技术的发展,数据信息等大部分资源实现了共享,变电站利用这些新技术以及新信息,逐渐向智能化发展。智能变电站中的继电保护占用重要地位,具有非常重要的作用。为了确保传统的变电站继电保护设备能够正常运行使用,就需要工作人员定期进行检测,一旦发现设备的指标出现问题,就必须停止使用,找维修人员来全面检查并按规定的数据要求进行调试,只有测试通过以后,才可以继续使用。智能变电器利用先进的信息化测控技术,和传统工作形式比较,在继电保护方面有了很大的改进,不仅提高了工作效率和质量,促进继电设备使用过程中更加稳定,还大大减少了维修时间,节约了大量的人力成本。主要体现在以下几个方面:第一,智能变电站利用许多不同的线路来完成继电保护,而且在运行使用过程中,各个继电设备之间配合的非常好。此外,在对各个线路和设备进行调试时,采用的方式更为先进。第二,在运行过程中,如果电网出现了问题,智能变电站的继电保护可以利用智能化控制来实现自动调节功能,如果通过自动调节的办法还解决不了问题,再让相关工作人员来进行人工调试。这样很大程度上节约了人力成本。第三,在对智能变电站的继电设备诊断方面,和传统方式相比较,智能变电站可以进行二次自动化诊断,在设备的使用过程中,即使出现一些很小的问题,系统通常能够及时自动修正,即便不能修正好,也可以找到问题的关键所在,为相关工作人员顺利完成检修提供了很大的帮助。智能变电站的这个优势,能够有效减少相关人员的巡检工作量,节约了人力成本。

3对时状态在线监测

智能变电站中所有信息必须以同一时间断面的数据,同步完成相应功能。从对时状态自检和时钟偏差测量两方面监测出发可完成对时状态监测。利用设备自身数据概况预知故障是对时状态自检的一种方式,可监视时钟,受自身数据设计限制,发现的问题不全面,有局限性,但利用自身数据发现故障的速度还是比较快的。时钟偏差测量以被监测外围无法预知故障的另一种监测,以对时报文形式传递。各种监测如下:(1)对时信号状态监测,可监测信号有无,对校验码检测,确定对时信号是否准确;(2)对时服务模块运行情况或设置装置时钟是否成功可通过对时服务状态进行监测;(3)在同步时钟设置装置时间下,监测装置时间非正常跳动可用装置时间连续性进行监测。时钟设备和被授时设备共同配合才能完成时钟同步,所以对两者都要进行监测。时钟设备有灵活性特性,而PMU、故障录波器、保护设备以及测控装置共同组成被授时设备。间隔层和站控层自检信息利用MMS网络传输到监控后台,过程层自检信息利用GOOSE网络传输至间隔层,再由间隔层通过MMS网络上送监控后台。自检信息可通过主动上送、定期上送、人工召唤三种方式来完成。乒乓原理的时钟精度监测是通过SNTP在客户端与带有时标的SNTP报文来传递的,时间偏差和网络延时利用客户端与两个时标信息通过计算可得出,由此判断被授时设备的对时状态是否正确。

结语

智能变电站二次设备在线监测与故障诊断随着IEC61850标准不断完善不断深入,IED模型中的信息也越来越多,这都为其创造了良好条件。在线监测技术是故障诊断的基础和前提,那是因为可经过在线监测发现故障后,故而进行故障诊断。二次设备在线监测方法有三种,一种是利用自检功能,解析配置文件获取信息模型,动态读取信息的自检信息的实时采集;一种是有自检信息采集和乒乓原理时钟精度监测两种组成的对时状态监测,自检信息介绍了被授时设备对时状态和时钟设备数据信息模型,乒乓原理介绍了此种方式方法实现的原理,利用SNTP往返报文测量时钟偏差;一种是利用网络记录分析仪异常报文的实时读取,以GOOSE和SV报文及MMS报文两种模型进行解码,以此来判断二次设备的通信是否正常的异常报文解码。故障诊断方面,对二次设备自检、对时、报文信息使用在线监测系统进行采集,三种子故障诊断模型及综合的故障诊断模型的建立,都以故障诊断模型为基础参考,利用发出的告警信息,对二次设备各部分故障诊断。

参考文献:

[1]笃峻,叶翔,葛立青,杨贵,周奕帆.智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的研究及实现[J].电力自动化设备,2016(7):163~168+175.

[2]叶远波,孙月琴,黄太贵,郭明宇,黄勇.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].电力系统保护与控制,2016(20):148~153.

[3]陈水耀.继电保护失效检测及检修策略研究[D].华北电力大学(北京),2016.

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