摘要：当前，智能变电站已经广泛的运用到了电力系统中。智能变电站二次回路系统引入了智能终端，提出了二次回路在线监测及故障诊断的方法，然而在实际应用过程中，二次设备的种类以及数量是非常多的，想要运用该技术取代传统的检测方式还需要从多方面采取措施，从而实现对二次设备智能组件及相关回路状态有效管理监测，及时对电力系统安全运行和维护做出新的数据。有鉴于此，本文以智能变电站二次回路为对象进行数据的分析，并针对检测技术与诊断方法给出相应的处理措施。
关键词：二次回路；在线监测：故障诊断；继电保护
智能变电站的主要优点是能共享共享数据，节约投资节省占地面积，已成为未来发展的趋势。传统变电站都是以光纤为主，目前通信网络取代了以往的二次回路，数字信号取代了传统的物理电气信号，才能实现二次设备的网络化，可以通过在线的通信数据相互传送，对二次回路的物理通断和逻辑的正确性进行校验，能有效提高变电站运行维护的智能水平。
一、智能变电站二次回路概述
电气设备根据功能不同可分为一次设备和二次设备。电气二次设备主要包括继电保护、测控、安全自动装置、故障录波、远动等实现电气量采集、分析、处理、控制的设备。二次系统及相关回路构成了电网运行的二次系统，其正常可靠运行是保障电网稳定和电力设备安全的关键。
传统的二次系统设备状态监测主要针对二次回路的连接异常情况，在微机设备没有广泛应用之前，二次设备状态监测主要集中在继电器接点连接，电缆线的通断，设备绝缘监测及电源系统异常，随着微机监控保护和通信技术的发展，数字化及智能芯片的运用，给二次设备的监测内容和范围都带来了很大的革新.现在的智能变电站的二次回路用光纤代替传统变电站的电缆，使用光纤技术可以通过在线的通信数据交互，有数据共享方便、简单、具有智能化的特点，它能够实现信息的数字化、网络通信平台化和信息共享等.在此基础上，发展二次设备的状态监测技术具有十分重要的意义.运用智能二次设备能够大大减少监测对象，避免监测过程中出现接连不断的烦琐问题，使得监测工作简单明了、一目了然，另外，在监测过程中，工作人员能及时发现问题、解决问题.大大提高了工作效率.保证变电站设备安全运行，健康发展。
二、综合运用服务器的在线监测及故障诊断系统
在线监测系统是利用光模块器件的传感技术，二次设备采用具有温度、光强传感功能的光模块就能实现光功率和光口温度的采集，二次回路告警事件可以通过站控层网络获得。在现有智能变电站架构基础上，利用故障录波单元作为状态监测系统的一部分。二次回路在线监测的系统架构可分为主站系统和子站系统告警信息包含采样值、开关量异常告警及装置异常告警。其中采样值异常告警包括CT／PT断线、SV品质异常、SV链路中断、SV检修状态不一致。开入量异常告警包含开入量异常、GOOSE链路中断、GOOSE检修不一致。装置异常告警包含失电告警、闭锁。在二次回路出现此类报警时，快速进行故障诊断和状态评估，采取“异常后快速定位，异常前状态评估”的策略。为运检人员提供有效指导，提高智能站维护便利性。在二次回路发生故障时快速诊断，并上送给调度端的主站系统。主站系统主要负责记录并报告子站上送的各种信息。故障诊断系统基于综合应用服务器上的专家系统，此系统根据不同的故障现象建立，然后根据具体现象推测出最可能的故障点。故障诊断专家系统是状态检修中的关键环节，它以设备的状态信息监测为基础，运用专家知识库中存储的大量领域知识和经验，提取反映二次设备运行状态的自检信息，通过模拟人类专家的思维决策过程对信息进行推理和判断，判断设备是否存在故障，确定故障的原因、位置及性质，得出分析结论，指导维修计划。
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三、在线监测与故障诊断原理
次方法主要是根据网络报文记录分析装置在智能站的功能特点，通过配置网络报文记录分析装置与智能设备之间的链路对应关系，提取与二次虚回路相关的核心报文数据，传送到调度端进行综合分析，同时提出了SV、GOOSE 网络链路状态以及继电保护设备的在线监测与诊断策略。
在此系统中，采集主要由网络报文记录分析装置完成，同时考虑到过程层和站控层间的网络报文数据量巨大，存在大量的冗余与非重要的信息，对调度数据网造成很大的压力，站端装置采集到数据后需要进行数据的关联、过滤以及筛选。根据系统以及研究需求，将在线监测信息分为稳态、暂态以及状态文件，其中暂态文件指的是当链路中出现重要告警（如回路断链等）时，由装置将该时刻APPID 对应的所有链路信息进行整理生成的文件。稳态文件则是记录长时间监测信息（如温度、光强、电压电流等）文件，状态文件为监测链路实时通断状态的文件。该系统既存储站端上送的信息，同时也进行实时诊断分析，同时统计分析状态信息的长期变化规律，并结合装置异常时的状态特征，评估健康状况，做出诊断决策。该方法对网分装置进行功能提升，通过将告警进行梳理与筛选并上送至调度端进行综合分析，可有效实现全网继电保护设备及回路在线监测与故障诊断分析。
四、SCD 及CID 文件在线监测及故障诊断方法
此方法是通过配置工具将智能变电站的SCD 文件和CID 文件导入平台，将站内二次设备和二次回路的信息提取到数据库，获取设备间的通信配置和数据传输关系，建立状态监测模型；过程层设备通过SV/GOOSE 网络进行组网，系统通过对故障录波，网络分析仪的检测过程层设备状态，同时，过程层设备会将通信状态信息上送间隔层设备，间隔层设备则通过MMS 网络上送后台监控主机，系统通过对站控层网络抓包，获取站内通信链路（二次回路）的状态，系统将获取的二次设备和二次回路的状态信息与SCD 文件进行比对，验证SCD 的数据集配置和过程层通信链路的一致性，进行故障诊断，并将诊断结果进行输出，系统构架如图2 所示。二次回路在线监测与诊断包括两方面：一是物理链路的通信状态，二是逻辑数据链路的状态。其中在逻辑链路通信状态中发送方和接收方可以是过程层的智能组件和间隔层的智能设备，也可是过程层交换机，通信链路主要指点对点光纤。这为逻辑链路通信的在线监测提供了技术基础，当前设备制造厂商，大都对SV 和GOOSE 的数据配置进行了在线校验，并且当发生接收和发送配置不匹配的时将产生告警信息。因此通过对比分析SCD 文件中的对应配置信息，报文中的SCD 配置信息，过程层装置的SCD 集成配置、接收配置、发送配置的一致性就可得到验证。如果发生异常，在线监测系统将发出告警信息。
五、结束语
通过分析智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术，发现目前主流监测与诊断技术都依赖于变电站现有的网络结构，能够实现通信网络监控装置的传送，使通信数据得到广泛的共享与应用。优化与改善监测与诊断系统的技术策略，充分利用现有的网络结构、网络设备及其配置文件，提高了智能变电站继电保护在线监测性能。
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论文作者:吴媛媛
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/10
标签：在线论文; 回路论文; 设备论文; 变电站论文; 状态论文; 智能论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第27期论文;