摘要：二次设备状态监测技术在智能变电站中的应用，可实现对二次设备运行状态的实时监测，为安全隐患发现与故障自诊断提供可靠资料，使电力运行安全保护工作顺利实施。本文以智能变电站二次设备为研究对象，首先结合大量文献资料分析了智能变电站结构基本组成部分，然后对二次设备状态监测技术进行了探讨，仅供参考借鉴。
关键词：二次设备；智能变电站；状态监测技术；数字化保护装置
近些年来，我国智能电网建设投入日益加大，坚强智能电网规模及相关的变电站、输电线路数量逐渐加大，二次设备校验工作量迅猛增加，对电力公司工作提出了更多要求。电力公司由于人员编制不多、工作压力大，很多工作人员长期处于高强度工作条件下，一定程度上影响了智能变电站二次设备维护、检修工作水平。因此，有必要采用先进的二次设备状态监测技术，提高二次设备运维检修工作的自动化、智能化成都。
一、智能变电站系统结构基本组成
根据相关规定，智能变电站指的是采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量、监测等功能，并结合需要支持电网实时自动控制、智能调节、协同互动、在线分析决策等高级功能的变电站[1]。
从总体上看，智能变电站系统结构主要包括三层，分别是站控层、间隔层、过程层。其中，各层间的信息交互通过站级总线和过程总线实现，站级总线采用电缆，过程总线采用光缆。
站控层：由站域系统、自动化系统、对时系统、通信系统等组成，具备数据采集、电能采集、监视控制、保护信息管理、操作闭锁等功能；间隔层：由测控装置、继电保护装置等组成，基本都是二次设备，具备使用一个间隔数据并作用于该间隔一次设备的功能，起保护作用；过程层：由一次设备、智能终端设备、合并单元等组成，具有电能分配变换、状态监测、计量、保护、控制等功能。
二、智能变电站二次设备状态监测的必要性
与一次设备相比，二次设备最大的区别是不直接接触、联系电力系统，它们是电力系统的辅助性设备。虽然二次设备在电力系统中扮演的角色、地位不同，可对智能变电站电力系统运行安全依然有着很大影响。特别是一次设备发生故障时，二次设备可起隔离、保护等作用，确保电力输送稳定。所以，加强智能变电站二次设备状态监测是必要的，利于保证电能质量。
对智能变电站二次设备进行状态监测，能减少电力系统故障发生率。在智能变电站运行中，二次设备是辅助性设备，对一次设备运行状态进行监测，可在一次设备故障发生加以调节于控制，利于降低电力系统故障发生率。此外，进行二次设备状态监测可发现二次设备的运行隐患，并予以解决，保证二次设备运行能力。综合以上内容，不难看出二次设备状态监测在智能变电站安全运行中的重要作用，是保证二次设备、一次设备及智能变电站安全运行的重要技术手段。
三、智能变电站二次设备状态监测技术
（一）二次设备状态监测设想与优势
智能变电站应用了计算机技术、微机继电保护装置等先进技术和设备，本身的自检功能已经很好，但是继电保护装置作为二次设备，为了充分发挥其对一次设备的辅助性作用，还需采用状态监测技术对二次设备运行状态进行实时监测[2]。为此，应当采用数字化保护测控装置，利用各装置及继电保护装置间的互相监测实现对二次设备运行状态的在线监测，使二次设备状态监测更全面、各可靠。
在数字化保护测控装置下，智能变电站二次设备运行状态监测的内容和方法具体如下所示：第一，绝缘测量采用智能化操作回路，由智能开关状态监测实现对二次回路的监测；第二，数据采集采用采样异常检测、以太口实监视等方法；第三，定值采用SMV采样点序号检查等方法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆同传统的二次设备状态监测技术相比，数字保护测控装置的优势十分明显，可提高二次设备状态监测德尔技术含量，满足坚强智能电网建设要求。
（二）二次设备状态监测技术应用
1、分布式数字化保护装置
根据IEC61850标准，智能变电站通信框架采用电子式互感器，经过电子式互感器将一次模拟信号转换为数字信号，传输至保护装置，再经过合并器加工成符合标准的数字信号。保护动作后，输出的信息不是跳闸接点，而是以太网传输信息，这使得继电保护状态监测更容易实现。
分布式保护装置以间隔为单位，具备单台IED功能，不同的间隔配置完全独立的继电保护装置[3]。此外，过程层接口也完全独立。一些重要的间隔采用双层配置。数字化保护装置的状态监测之所以更容易实现，主要在于应用了电子式互感器，保护装置进入信号都是光数字信息，不存在AD采样、电压输入等，而数字采样部分更容易进行状态监测。
采用数字化保护装置后，对SMV采样值报文进行动态监视，若出现数据帧丢失、接收中断等现象，装置立即告警采样异常。使用数字化智能化开关，二次控制系统操作回路运行更智能化，而且智能化开关本身就具备监测功能，能对操作回路进行有效监测，这一点是常规变电站不具备的。用光纤替代传统的铜缆，除了直流回路外，其他回路绝缘状态也不需要监测。
2、集中式数字化保护装置
集中式数字化保护装置具备多台IED功能，其中囊括了很多条线路的保护与监测功能。为强化装置可靠性，方便后期运行维护，低电压等级的集中式数字化保护装置一般采用双套配置。与分布式数字化保护装置相比，集中式数字化保护装置在二次设备状态监测中的应用，减少了要监测的对象，一定程度上降低了状态监测难度。如，对继电保护装置信息通道进行监测时，因为采用了双套配置的集中式数字化保护装置，通过简单的比较法就可以了解运行状态监测结果。对双套保护装置的相同间隔采样值进行对分析，如果比值超过设定的标准值，则发出告警信号，表示信息通道有异常情况。
采用双套集中式数字化保护装置后，不仅为保护装置自检和相互间的互检提供了便利，也将分布式装置抽象的划分为一个个LD，使每台分布式装置的自检功能、电源监测功能等全部集中在一个IED中，极大减少了监测对象，利于后期运行维护与检修，明显降低运维人员工作量[4]。如，集中式数字化保护装置的结构比分布式更紧凑，不需要按照间隔配置相应的保护装置，这样一来，电源数量就减少了。电源状态监测是状态监测的主要对象，它的数量减少了，需要状态监测的对象自然也就减少了，便于降低运维检修工作人员的工作压力。
四、结论
综上所述，智能变电站逐步发展起来，进一步提高了电网运行效率与电力质量，增强了电网智能化、信息化、数字化水平。在智能变电站运行过程中，为了保护电网运行安全，降低故障发生率，二次设备可以采用分布式数字化保护装置和集中式数字化保护装置，利于加强保护装置自检及装置间的互检，减少状态监测对象，对二次设备状态监测水平提升和运维检修工作量降低都有着重大的积极作用。
参考文献
[1]徐长宝，庄晨，蒋宏图. 智能变电站二次设备状态监测技术研究[J]. 电力系统保护与控制，2015，43（07）：127-131.
[2]蔡骥然，郑永康，周振宇，刘明忠，孟雷，陈迟. 智能变电站二次设备状态监测研究综述[J]. 电力系统保护与控制，2016，44（06）：148-154.
[3]李学斌，解放，杨军，黄林存. 智能变电站二次设备状态监测和评价方法研究[J]. 中国电业(技术版)，2014，（09）：96-99.
[4]谢存波. 分析智能变电站二次设备的状态监测技术研究[J]. 甘肃科技，2013，29（24）：50-51.
论文作者:何亚旗
论文发表刊物:《电力设备》2017年第24期
论文发表时间:2017/12/22
标签：设备论文; 变电站论文; 状态论文; 智能论文; 保护装置论文; 间隔论文; 装置论文; 《电力设备》2017年第24期论文;