摘要：随着电网建设规模的增加，二次设备在智能电网建设中发挥着重要作用。二次设备的应用可对电力一次设备进行辅助监控、控制保护及调节等，及时反映电力设备的运行故障及异常状态。文中论述了二次设备在线监视和维护系统研究，提出了行之有效的可行性建议，旨在确保二次设备安全稳定运行。
关键词：变电站；二次设备；在线；系统设计
１系统架构设计
变电站二次设备在线监视和维护系统的设计和运行，目的不仅限于诊断二次设备故障，还可以实时监控设备的运行状态，对设备运行状态进行评价，将此作为设备维护和检修的重要参考依据。
１.1系统架构
变电站二次设备在线监视和维护系统，采用分布式结构设计，结构分为上层、下层两个部分，上半部分成为主站，为无人值守变电站，主要使用在线监视和远程维护系统，下半部分为子站，则为设备的无人监视以及远程控制终端。二次设备在线监测系统的主站系统则布置于调控制中心，借助于电力数据网络与所有子站实现通信。主站系统采集到的数据信息，可以通过子站的数据采集装置将采集到的信息自动上传。主站系统主要分为两个部分，分别为电力系统安全Ｉ区和电力系统安全ＩＩＩ区，其中Ｉ区部分为功能主体，主要负责与子站的通信，ＩＩＩ区部分主要是ＷＥＢ服务器主要用于云数据传送和共享。子站部分部署包括：继电保护装置、故障滤波器等二次设备，可实现无人值守和自动运行。子站在运行过程中采集的数据，通过电力系统数据网络传输至主站系统。
如图１所示变电站二次设备在线监视和维护系统架构图
１.2二次设备在线监视系统接口设计
本系统设计采用智能数据采集技术，可准确采集二次设备的运行信息，将二次设备接入在线监视系统，并借助于远程通信功能，将设备信息传输至主站进行运算分析。但是，通过实践得知，系统与二次设备的接口上存在一定局限性，例如：二次设备的生产厂家、设备类型、版本以及对外通信接口不相同，标准不统一，大大增加了二次设备接入在线监视系统的难度。因此，本系统数据接口基于可拓展性、兼容性设计原则，对于类型不匹配只需要接入中间装置即可实现系统与二次设备的顺利对接，对其他程序的运行没有任何影响。在线监视系统与二次设备顺利完成对接口，系统就可以采集二次设备的告警、开关量变位、录波文件等运行状态信息。
２在线监视系统的设计与实现
在线监视系统主要由两个部分组成，分别为在线监视装置和监视后台。其中在线监视装置主要负责对二次设备的时间同步监视，目的在于统一通信规约与监视后台的通信，此外，在线监视装置还可以实现对站内时钟设备的时间同步监测，时间同步监测用于分析设备故障的发生及演变过程，辅助自动化系统记录的事件时标。在线监视装置结构，如图２所示。在线监测装置功能设计如下：
（１）顺利实现与时间同步系统的对接，原因在于在线监视系统需要对站内时间同步系统的运行状态进行实时监测，还需要参考标准时间读取硬件时标，用于与二次设备时间进行对比。
（２）在线监视装置负责侦听ＵＤＰ／ＧＯＯＳＥ，并且对二次设备响应的带时标事件的报文以及硬件记录的所接收报文的时标进行捕获，目的在于提高时间检测的精确度。在线监视装置的接口不能实现ＴＣＰ／ＩＰ栈，只能接收但不能发送报文，因此，二次设备的网络安全性不受影响。
（３）负责侦听４８５线路报文，并且可以实现对早期设备串口１０３报文的侦听，在传统站开关量遥信方案设计上同样适用。
（４）负责在设定的时刻进行信号输出。在线监视装置主要借助于固态继电器在设定的时刻发出同步时间脉冲，从而确保信号输出的准确性，输出的信号还能够补偿线路延迟。
（５）实现与二次设备时间在线监视接口的对接。虽然该网络接口可以实现ＴＣＰ／ＩＰ栈，但不与ＵＤＰ／ＧＯＯＳＥ侦听口有软件／硬件上的关联，以此保证跨站内／站外网络的隔离。
3远程运维实现的主要功能
3.1二次设备在线监视利用变电站微机保护自检功能、信息交互和在线监测功能等技术，实现变电站监控系统及继电保护二次设备在线监测系统信息和画面的远程调用，使调控及运维检修人员随时可以监视变电站二次系统相关信息，达到变电站就地一样的画面效果。
3.2远方修改定值与设备参数控制
在建立远方控制操作安全性审核、数据合理性检验、操作流程控制等安全策略基础上，实现了远方修改定值、远方切换定值区、远方投退软压板、远方修改监控系统参数、自动化季度测试等功能，提高了二次系统运行维护效率。
3.3继电保护定值在线管控
通过可视化的界面工具在线查询二次设备的运行定值，周期性自动召唤与校核运行定值与调度定值单，若二者存在差异，能提前发出告警。
3.4二次回路可视化在线监视
通过智能变电站二次设备状态监测系统，将二次回路、软压板、回路监视等信息实现可视化展示，并实现自动回路校核，提高了二次系统的可维护性。
3.5智能变电站“一键式”实施安全措施
根据现场作业类型，制定各智能设备标准化安全措施，并集成在监控后台中。在后续二次设备检修作业时，检修人员只需根据作业类型和基于标准安全措施的可视化在线比对技术，点击鼠标即可实现检修设备与运行设备安全措施的“一键式”隔离。
结语
变电站二次设备的在线监视和维护系统，在二次设备的运行状态监测方面发挥着重要作用。二次设备的安全稳定可以促进整个智能变电站的安全稳定运行，能够为用户的安全用电提供可靠保证。
参考文献：
[1] 狄军峰，王力，李俊刚，等.变电站二次设备在线监视及远程维护系统研究[J].数字技术与应用，2016（9）：107-108.
[2] 王新文.变电站二次设备在线监视及维护系统设计[J].通信电源技术，2018，v.35；No.171（3）：245-246.
[3] 薛震.智能变电站二次设备在线监测与故障诊断研究[D].山东大学，2015.
论文作者:刘定春
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/3
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