摘要：随着计算机技术和通信技术的发展，智能变电站的继电保护状态监测与故障诊断系统取得了很大进展，可避免当前人工定期检验所带来的过剩维修问题。基于此，本文就智能变电站继电保护状态监测和故障诊断的网络结构、系统功能的实现和应用展开讨论。
关键词：状态监测；智能变电站；网络结构
前言
智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统能实现全站SCD文件管控、继电保护状态监测及定值管理、虚端子、虚回路可视化监视、智能安措、智能分析所采集到的数据，并进行诊断告警。其信息采集范围涵盖合并单元、保护装置、智能终端、安全自动装置、过程层交换机、站控层交换机及构成保护系统的二次联接回路。系统能基于SCD文件以友好直观的方式将智能变电站保护系统的运行状况反映给变电站运维人员和检修人员，为智能变电站二次系统的日常运维、检修、异常处理及电网事故智能分析提供决策依据。
一、智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的网络结构
继电保护状态监测与故障诊断系统由部署在变电站端的继电保护状态监测及故障诊断系统和部署在调度端主站系统的继电保护状态监测模块共同完成。变电站端的继电保护状态监测与故障诊断系统由数据采集单元和数据管理单元组成。数据采集单元通过过程层网络获取过程层设备数据；数据管理单元从数据采集单元和间隔层网络获取数据并进行分析处理，实现状态监测和故障诊断功能，并将诊断信息上送至调度端。该系统网络结构如图1所示。其调度端的继电保护状态监测模块集成于调度端主站软件系统，为一个独立的功能模块。
图1 继电保护状态监测与故障诊断系统网络结构
二、智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的功能实现
1、继电保护SCD模型文件管理。系统通过全站SCD模型文件获取过程层虚回路与软压板逻辑关系描述、调度命名和一二次关联关系、二次回路虚端子连接、通信参数、二次回路状态监测信息、过程层网络拓扑配置。当继电保护SCD模型文件变更后，数据管理单元通过装置过程层虚端子配置CRC与继电保护SCD模型文件相应CRC进行在线比对实现SCD变更提示，并界定SCD变更产生的影响范围，并将影响范围定位到IED装置。
2、继电保护及二次回路状态监测。系统接收合并单元、智能终端、保护装置、交换机上送的信息并进行分类管理、存储；并通过直接采集过程层网络报文实时监视与分析网络通信状态。
3、继电保护故障智能诊断。①系统接收合并单元、智能终端、保护装置、交换机上送的信息并进行分类管理、存储；并通过直接采集过程层网络报文实时监视与分析网络通信状态。②根据装置的硬件级告警信息、监测信息及其他巡检信息对装置硬件的运行状态进行评估，并根据监测信息的统计变化趋势进行故障预警。用于监测预警的装置硬件级信息包括：装置温度、装置电源电压、装置过程层端口发送/接收光强和光纤纵联通道光强、装置差流。③根据监测信息实现装置硬件异常的故障定位。用于故障定位的监测信息包括：装置光纤接口监测信息、装置链路异常告警信息、装置报文。④变电站端实现交流回路、跳闸回路、合闸回路、失灵启动回路、闭锁回路、软压板状态及功能描述的图形化显示。调度端实现保护装置内部动作逻辑、动作时序、故障量及保护定值的图形化显示。
三、智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统应用
某变电站中，投运了智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统，该系统架构如图2所示。
图2 继电保护状态监测与故障诊断系统
该变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的实施流程为：①通过配置工具导入全站SCD文件，将在线监测信息提取录入数据库，建立继电保护状态监测模型；②通过画图工具，绘制变电站主接线图、保护装置屏柜运行图、保护装置详细运行信息图、装置网络链路图、虚端子图和网络拓扑图；③通过过程层交换机，接收保护装置、智能终端、合并单元和交换机的监测信息；④通过站控层交换机，接收装置的遥信量、遥测量以及MMS报告；⑤通过配置典型操作票和二次工作安全措施票，实现对装置的检修操作正确性和隔离措施实施结果的确认。采用该系统后，通过指标比较可看出其具有显著成效，如表1所示。
表1 系统采用前后指标比较
四、小结
总之，将继电保护状态检测系统与智能变电站有机的结合起来，能大大提高相关工作的效率，并提高智能变电站的安全运行能力。首先我们要确定使用继电保护系统对哪些部分进行检测，保证变电站的重要位置不受到大的损害。其次在出现故障的时候，继电保护系统启动保护状态，有效地减小故障的范围。现阶段智能变电站正处于发展中的阶段，还需要我们不断完善继电保护系统，提升智能变站的安全运行能力。
参考文献：
[1] 吴英帅.智能变电站继电保护状态监测系统研究[J].通讯世界，2016，22.
[2] 郑江.智能变电站状态监测系统的设计研究及应用[D].华东理工大学，2017.
作者简介：
戴威（1973—），男，本科，继电保护高级技师，助理工程师，研究方向为电力系统运行与控制。
陈子文（1984—），男，硕士研究生，工程师，继电保护技师，研究方向为电力系统保护与控制及变电二次运检。
论文作者:戴威,陈子文
论文发表刊物:《河南电力》2018年11期
论文发表时间:2018/11/28
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