摘要：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。
关键词：智能变电站;监控技术;继电保护
1.500kv智能变电站继电保护系统的结构
智能变电站主要是利用计算机通信、控制等方面的技术，在运用环保、低碳的设备和材料的同时融入智能、绿色、环保的理念，通过数字和信息共享网络平台使变电站真正达到可以根据需要来实时进行智能的调节、在线进行分析和决策、协同一起互动等高级的功能。通常情况下，完整的智能变电站继电保护系统主要包括八个比较强大的功能，分别是智能终端、互感器、保护单元、合并单元、断路器、传输的介质以及交换机同步到时钟源等功能。其工作原理是这些元器件的每个互感器会将收集回来的数据和信息统一的传递给交换机，而交换机的主要是替换了传统二次电缆的功能并建立二次设备、单元传递的平台，进而帮助智能变电站完成系统之间的信息传递和共享，也就达到了智能变电站具有信息数字化、通信网络化的巨大功能。智能变电站的网络结构主要是分为三个层和两个网的结构，三层主要包括间隔层、过程层以及站控层;两网主要是站控层网络和过程层网络。继电保护系统是在间隔层和过程层之间且通过间隔层的信息交互再经过过程层实现网络共享。
2.在线监测系统组成
在智能变电站中，在线监测与故障诊断系统的构架主要由主站系统与端站设备两个部分组成。主站系统需要布置在调度端，对于一些改造的智能变电站，由于变电站结构的限制，在布置主站系统时要遵循便利性的原则，在不增加设备的前提下，在端站使用数字化报文分析装置，并将其当作是电力信息采集的源头。如果变电站是新建的，那么就要将保护在线检测以及故障诊断设备直接当作数据采集的源头。让电力运行数据由Ⅰ区网关设备在D5000平台上传送到Ⅱ区。
端站设备的主要功能是对于电力生产中所生成的各种数据进行采集、分配、预处理以及过滤工作。一旦网络传输出现了问题，端站的设备就能够对问题进行及时的诊断，同时收集与问题相关的故障信息，在信息收集完成后自动生成为报告文件，并发送给主站系统；故障信息送达主站后，可以借由显示器以及报警装置展示给运维人员；工作人员在看到故障报告后，就可以对问题进行初步分析，让维修工作变得更具针对性，大大提高了运维的效率。
3.继电保护在线监测技术分析
3.1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。
3.2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。
4.故障诊断方法
4.1交流回路诊断方法
针对智能变电站二次回路交流量的监测工作，可以通过报文分析设备以及继电保护装置所采集的交流量进行综合分析并得出结论。当前国内的智能变电站一般都是采用双AD采样，同时配以双重保护措施，将MMS上的双AD采样值与双套保护的采样值进行对比。如果对比的结果相对误差在安全阈值的范围内，同时满足继电保护装置没有发出采用不一致的警告的条件，那么就可以判断双AD采用结果一致，二次回路处于正常工作状态。如果对比的结果超出了阈值的安全范围，那么就说明至少有一套继电保护交流回路处于异常状态。此时，在线监测系统就会生成警告并将故障信息报告发送给主系统，以便维修人员进行快速处理。
此外，通过分析报文分析设备的SV与继电保护装置的MMS的采样值，可以判断交流采样回路的情况。如果两样数据在对比时最大误差值在安全阈值范围内，且没有出现SV断链警告，那么就说明SV二次采样回路处于正常工作状态；如果继电保护设备采样回路正常，但数值误差超过的安全阈值，那么就说明交流采样回路处于异常状态。
4.2SV/GOSS链路诊断方法
针对过程层所发出SV以及GOSSE信号，如果处于接收端的设备在一定的时间内没有接收到相关信息，就会产生相应的警告信息。例如，在继电保护装置链路出现异常时，该装置是无法在这段时间内获取到有效信息的，所以系统会通过站控层MMS上传相应的链路断线警告（见图1）。对于直采回路，由于直采回路与网采的SV端口型号不同，无法进行链路的对比监测工作，所以当发生故障时很难寻找到准确的故障点。为了克服这个困难，可以预先进行设置，将可能发生故障的点一一列举出来，并且结合其他设备网采回路的情况绘制故障点概率表，以完成故障点的定位工作。
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图1继电保护SV/GOSSE链路诊断示意图
结语
在信息化技术逐步发展的背景下，电气信号传送信息的方式正在被网络信息技术所取代。借助于高效的网络信号传输手段，人们已经能够对变电站的全部二次设备进行实时的在线监测工作。当前的在线监测以及故障诊断技术存在着一定的不足，想要提高智能变电站的适用性，就要对在线监测技术以及故障诊断措施进行改进。
参考文献
[1]李保恩.智能变电站继电保护装置自动测试平台的研究和应用[J].电力系统保护与控制，2017，45（7）：131-135.
论文作者:刘震
论文发表刊物:《基层建设》2019年第31期
论文发表时间:2020/4/20
标签：在线论文; 变电站论文; 链路论文; 回路论文; 智能论文; 设备论文; 通信论文; 《基层建设》2019年第31期论文;