王濤

摘要：隨著智能電網(wǎng)的普及和發(fā)展，自動(dòng)化設(shè)備的應(yīng)用越來(lái)廣泛，因此，對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的管理工作提出新的要求。傳統(tǒng)人工定期檢修模式顯然已經(jīng)無(wú)法滿足智能供電設(shè)備可靠性的要求，需要構(gòu)建繼電保護(hù)在線檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的狀態(tài)檢測(cè)和檢修。鑒于此，本文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)在線檢測(cè)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行深入研究，試圖為之提供行之有效的可行性建議。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);監(jiān)測(cè)系統(tǒng);設(shè)計(jì)

智能電網(wǎng)主要是指運(yùn)用信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)變電站自動(dòng)化運(yùn)行、信息共享化、變電站分區(qū)統(tǒng)一管理等，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)智能化電網(wǎng)調(diào)度和控制的基礎(chǔ)單元。變電站繼電保護(hù)設(shè)備能夠有效確保電力設(shè)備的安全、可靠的運(yùn)行。在智能電網(wǎng)高速發(fā)展的今天，智能化、自動(dòng)化的繼電保護(hù)設(shè)備得到了大面積的普及應(yīng)用，有效提升了電能輸送的質(zhì)量，對(duì)于繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢測(cè)就顯得尤為重要。

1、繼電保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)

繼電保護(hù)（RelayProtection）主要是指對(duì)電力系統(tǒng)中發(fā)生的故障或異常情況進(jìn)行檢測(cè)，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或直接將故障部分隔離、切除的一種重要措施。繼電保護(hù)負(fù)責(zé)采集電網(wǎng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，然后進(jìn)行分析判斷，輸出指令的一個(gè)系統(tǒng)。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)主要采用的是晶閘管調(diào)壓器和移相器，對(duì)電力設(shè)備的電壓、電流、相位進(jìn)行調(diào)整，但是由于晶閘管調(diào)壓器和移相器體積較大，而且調(diào)整精度較低，已然無(wú)法滿足高精度繼電保護(hù)工作。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的推動(dòng)下，微電子技術(shù)已廣泛運(yùn)用于智能電網(wǎng)繼電保護(hù)當(dāng)中，本文就對(duì)智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用進(jìn)行詳細(xì)分析。

智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要包括：智能變電站電源信息，電源電平輸出，即兩功率或電壓之比的對(duì)數(shù)，有時(shí)也可用來(lái)表示兩電流之比的對(duì)數(shù);智能電網(wǎng)設(shè)備運(yùn)行溫度信息，具體包括設(shè)備內(nèi)部的工作溫度、裝置過(guò)程層光纖數(shù)據(jù)接口的溫度;監(jiān)測(cè)光強(qiáng)信息，光強(qiáng)即發(fā)光強(qiáng)度，主要是發(fā)光體在給定方向上的發(fā)光強(qiáng)度，是該發(fā)光體在該方向的立體角元dΩ內(nèi)傳輸?shù)墓馔縟Φ除以該立體角元所得之商，即單位立體角的光通量。智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以有效監(jiān)測(cè)裝置過(guò)程層光纖數(shù)據(jù)接口接受的光強(qiáng)信息;此外，智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)計(jì)，包括繼電保護(hù)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中無(wú)故障時(shí)間統(tǒng)計(jì)、繼電保護(hù)裝置采樣值（SV）信息、裝置面向通用對(duì)象的智能變電站事件（GOOSE）統(tǒng)計(jì)信息，GOOSE是IEC61850中的一種快速報(bào)文傳輸機(jī)制，用于傳輸變電站內(nèi)IED之間重要的實(shí)時(shí)性信號(hào)。GOOSE采用網(wǎng)絡(luò)信號(hào)代替了常規(guī)變電站裝置之間硬接線的通信方式，大大簡(jiǎn)化了變電站二次電纜接線。此外，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還負(fù)責(zé)對(duì)智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備自檢信息，裝置硬件以及回路自檢信息的收集和整理。

2、智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)內(nèi)容分析

2.1、繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)信息

為了實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)智能變電站各組成部分運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)控，需要采取重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的方式，對(duì)變電站電源、電源輸出情況、設(shè)備工作溫度、光強(qiáng)信息以及回路檢查信息進(jìn)行全面收集，通過(guò)對(duì)智能變電站主要環(huán)節(jié)的監(jiān)控，使得在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能夠在短時(shí)間將變電站的運(yùn)行狀況進(jìn)行直觀的展現(xiàn)，滿足了變電站故障維修以設(shè)備保養(yǎng)工作的客觀需求。

2.2、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸體系

在智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過(guò)程匯總，由于對(duì)合并單元以及智能終端繼續(xù)努力層級(jí)網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃，因此使得數(shù)據(jù)匯總以及分析流程需要在站控制網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，這就使得變電站故障信息難以進(jìn)行快速上傳，增加了變電站故障處理時(shí)間，帶來(lái)了一定的經(jīng)濟(jì)損失?；谶@一情況，在進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)規(guī)劃的過(guò)程中，需要進(jìn)行數(shù)據(jù)體系的傳輸[1]，通過(guò)對(duì)測(cè)控裝置以及網(wǎng)絡(luò)分析儀器的合理使用，實(shí)現(xiàn)故障數(shù)據(jù)的快速交互，在進(jìn)行實(shí)際操作的過(guò)程中，技術(shù)人員需要以科學(xué)性原則為指導(dǎo)，在這一理論框架下，對(duì)系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)進(jìn)行管控，在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸體系的構(gòu)建，要充分體現(xiàn)科學(xué)性的原則，只有從科學(xué)的角度進(jìn)行各種元器件、各個(gè)環(huán)節(jié)之間進(jìn)行認(rèn)知，才能夠最大限度的保證在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸體系能夠滿足智能變電站繼電保護(hù)工作的客觀要求，只有在科學(xué)精神、科學(xué)手段、科學(xué)理念的指導(dǎo)下，我們才能夠以現(xiàn)有的技術(shù)條件為基礎(chǔ)，進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸體系的合理化構(gòu)建。在線監(jiān)測(cè)信息通過(guò)SV網(wǎng)絡(luò)以及GOOSE框架，將網(wǎng)絡(luò)內(nèi)部信息傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)裝置中，監(jiān)測(cè)裝置將收到的信息通過(guò)MMS（報(bào)文規(guī)范）傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，確保智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的合理化構(gòu)建[2]。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)分析儀轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)信息的股從中，需要通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的過(guò)程層信息進(jìn)行報(bào)文處理，并經(jīng)過(guò)報(bào)文解析，將相關(guān)信息傳輸?shù)綌?shù)據(jù)端口。這兩種在線監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)傳輸方式在規(guī)劃設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，需要根據(jù)實(shí)際需求，進(jìn)行必要的選擇以及優(yōu)化，確保在線監(jiān)測(cè)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?，滿足實(shí)際的使用需求。

3、智能變電站在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1、在線監(jiān)測(cè)單元與智能組件的集成

現(xiàn)階段，智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，主要采用的是一次設(shè)備機(jī)構(gòu)、智能單元以及監(jiān)測(cè)單元集成方式。該方式主要是將一次設(shè)備在線監(jiān)測(cè)信息直接接入到集成智能組件，對(duì)于可以直接接入智能單元的監(jiān)測(cè)信息包括：主變油中溶解氣體、GIS微水、避雷器等，可將在線監(jiān)測(cè)單元集成在一次設(shè)備的智能組件中，對(duì)于不能直接接入的監(jiān)測(cè)信息則需要單獨(dú)設(shè)置在線監(jiān)測(cè)單元。

3.2、集成智能組件在線監(jiān)測(cè)信息上傳

智能電網(wǎng)繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)上傳至后臺(tái)控制系統(tǒng)，其數(shù)據(jù)通信采用電力系統(tǒng)自動(dòng)化統(tǒng)一的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，該標(biāo)準(zhǔn)通過(guò)對(duì)智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備通信方式進(jìn)行規(guī)范化，使其形成一個(gè)規(guī)范的輸出，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的無(wú)縫連接。

4、智能變電站繼電二次回路保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建

4.1、物理鏈路通信在線監(jiān)測(cè)的構(gòu)建

在建物理鏈路通信在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)建的過(guò)程中，物理鏈路通信在智能變電站繼電二次回路保護(hù)中的應(yīng)用必須要遵循實(shí)用性的原則。由于智能變電站繼電二次回路保護(hù)類型內(nèi)容多樣，信息數(shù)據(jù)繁多。為了適應(yīng)這一現(xiàn)實(shí)狀況，確保物理鏈路通信在智能變電站繼電二次回路保護(hù)中的有效應(yīng)用，就要盡可能的增加物理鏈路通信應(yīng)用方案的兼容性，減少?gòu)?fù)雜冗余環(huán)節(jié)據(jù)對(duì)智能變電站繼電二次回路保護(hù)工作中物理鏈路通信應(yīng)用活動(dòng)的不利影響[3]。

因此物理鏈路通信以及相關(guān)技術(shù)應(yīng)用流程必須進(jìn)行簡(jiǎn)化處理，降低操作的難度，提升物理鏈路通信應(yīng)用方案的實(shí)用性能，使得在較短時(shí)間內(nèi)，進(jìn)行有效化操作，保證智能變電站繼電二次回路保護(hù)工作工作的順利開(kāi)展，提升現(xiàn)階段智能變電站繼電二次回路保護(hù)工作工作的質(zhì)量與水平。在實(shí)際操作的過(guò)程中，需要實(shí)用性框架下，對(duì)物理鏈路拓?fù)湫畔⑦M(jìn)行梳理，使得其無(wú)論在組網(wǎng)通信方式還是對(duì)點(diǎn)通信方式都能夠發(fā)揮在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)。實(shí)際操作中可以從三個(gè)層面出發(fā)，對(duì)二次回路整體進(jìn)行評(píng)估，當(dāng)電源出現(xiàn)異常情況時(shí)，將會(huì)導(dǎo)致光纖網(wǎng)絡(luò)通信端口出現(xiàn)異常，因而在評(píng)估過(guò)程中，需要對(duì)電源運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，確保電源運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)對(duì)于線路內(nèi)部接口插件則需要進(jìn)行通信狀態(tài)測(cè)定，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行信息反饋[4]。

4.2、邏輯鏈路通信在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建

智能變電站二次回路繼電保護(hù)的工作流程為SCD文件的形成、可識(shí)別配置文件的算數(shù)以及報(bào)文的輸送。在輸送完成之后，為了保證在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)挠行?，需要?duì)報(bào)文進(jìn)行必要解析，將配置文件中循環(huán)冗余校對(duì)機(jī)制與SCD保持一致，從而全面提升邏輯鏈路通信的準(zhǔn)確性[5]。同時(shí)按照IEC61850標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過(guò)程層中的數(shù)據(jù)交換進(jìn)行控制，同時(shí)推動(dòng)配置文件的交互，為在線監(jiān)測(cè)相關(guān)操作提供了便捷。通過(guò)對(duì)整個(gè)流程的梳理，對(duì)SCD文件、配置分析、報(bào)文以及IED設(shè)備的作用關(guān)系進(jìn)行明確，使得各個(gè)部分的作用得以充分發(fā)揮，滿足在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，對(duì)于信息數(shù)據(jù)的處理傳輸要求。

5、結(jié)語(yǔ)

在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與智能變電站繼電保護(hù)體系的結(jié)合，是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，文章從二次回路在線監(jiān)測(cè)以及繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)內(nèi)容分析兩個(gè)層面出發(fā)，以現(xiàn)有的技術(shù)為基本框架，努力進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)建，使其滿足智能變電站繼電保護(hù)工作的客觀需求，提升繼電保護(hù)工作的有效性，確保電力輸送工作的有序開(kāi)展。

參考文獻(xiàn)

[1]文繼鋒，盛海華，周強(qiáng)，姜健寧，熊蕙.智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].江蘇電機(jī)工程，2015，34（1）：21～24.

[2]沈碩堯，宋嘉鵬，李剛.智能變電站繼電保護(hù)在線檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].商品與質(zhì)量，2016（3）：78～79.

[3]李志潔，張曉彤，孫寧波.智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].工程技術(shù)：引文版，2016（5）：251.