李曉娜

摘要：隨著智能變電站信息的網(wǎng)絡(luò)化及信令化，傳統(tǒng)的連接端子變的看不見、摸不著。因為二次回路的虛擬化，由二次裝置及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障引起的異常情況，變電站運行維護人員難以進行定位排查;現(xiàn)有的報文記錄類產(chǎn)品和方案缺乏將站內(nèi)事件發(fā)生過程中各IED設(shè)備間信息交互過程用可視化方式展現(xiàn)的手段，從而給具有傳統(tǒng)變電站運維背景的技術(shù)人員帶來理解、操作、故障分析定位等方面的難度，不利于對故障的快速診斷定位，也就無法保證變電站的安全穩(wěn)定運行?；诖?，本文對智能變電站二次回路可視化進行研究。

關(guān)鍵詞：智能變電站;二次回路;可視化

1引言

變電站二次回路的設(shè)計在智能化變電站運行過程中二次設(shè)計的主要作用是對一次設(shè)備的運行狀態(tài)進行實時的監(jiān)控和調(diào)節(jié)。在設(shè)備和系統(tǒng)的運行過程中運用有效的調(diào)節(jié)措施和方法能夠及時的排除一些設(shè)備的運行的故障問題和風(fēng)險對電力設(shè)備的穩(wěn)定運行起到很大程度的保護作用。隨著我國科技水平不斷提高，對電力的需求量日益增加，對智能化變電站二次設(shè)計的作用也提出了新的需求，所以對智能化變電二次設(shè)計進行分析和探討對于我國電力事業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。

2變電站繼電保護二次回路故障原因

變電站繼電保護二次回路主要包括CT回路、PT回路和直流回路。任何電路都可能發(fā)生故障，影響繼電保護的可靠性和速度，給繼電保護系統(tǒng)的正常工作帶來不利影響。繼電保護二次回路的缺陷通常有兩種情況：一種是在設(shè)備大修時發(fā)現(xiàn)的;二是發(fā)現(xiàn)設(shè)備在運行中，檢查人員會因報警聲或其他異常情況而發(fā)現(xiàn)。一旦發(fā)現(xiàn)二次回路的缺陷，必須及時排除，避免更多的事故發(fā)生。一般來說，二次回路故障的原因如下。

2.1二次回路設(shè)計不合理

繼電保護二次回路的設(shè)計階段是保證其滿足功能要求的關(guān)鍵。二次電路設(shè)計的主要要求包括常規(guī)控制系統(tǒng)、常規(guī)信號系統(tǒng)、交流電流電壓電路、計算機監(jiān)控系統(tǒng)等。如果設(shè)計階段不合理，設(shè)計不嚴(yán)格按照規(guī)范進行，很容易導(dǎo)致寄生電路的出現(xiàn)，導(dǎo)致繼電保護誤動或拒動。

當(dāng)然，除了設(shè)計不規(guī)范，容易導(dǎo)致二次電路缺陷外，設(shè)計者的專業(yè)水平也會影響二次電路的設(shè)計水平。有的設(shè)計人員水平有限，容易使原來簡單的電路變得復(fù)雜，提高二次電路的安全風(fēng)險;或?qū)張D階段粗心大意，施工前未發(fā)現(xiàn)問題，導(dǎo)致問題未及時發(fā)現(xiàn)。

2.2二次回路施工問題

二次回路施工工藝是否符合二次回路施工工藝標(biāo)準(zhǔn)，也將影響二次回路的正常工作狀態(tài)。二次回路的施工是一項復(fù)雜而困難的工程，需要更成熟的施工技術(shù)作為支撐。繼電保護的二次回路包括電流、電壓、信號等回路。其安裝的正確性是繼電保護正確動作的前提。如果施工不到位，很容易留下各種缺陷，從而可能導(dǎo)致誤動和拒動繼電保護。

2.3二次回路的維護不到位，所選的設(shè)備質(zhì)量不可靠

二次回路投入使用后，工作人員需要定期對其進行檢測和維護，以便及時發(fā)現(xiàn)二次回路運行過程中存在的問題，采取有效措施，防止電網(wǎng)事故的發(fā)生。維修工作雖然不能發(fā)現(xiàn)所有的問題，但能及時發(fā)現(xiàn)隱患，保證二次回路能有效地發(fā)揮其檢測、控制和保護作用。

在傳統(tǒng)的二次回路中，由于線路電纜長期風(fēng)吹日曬，或在烈日下連續(xù)發(fā)熱，容易造成絕緣損壞，影響二次回路的安全穩(wěn)定運行，造成保護裝置誤動。這些事故的發(fā)生是可以通過及時、定期的維護工作來避免的，但目前很多變電站對此方面認(rèn)識不足，沒有對二次回路的工作狀態(tài)進行定期檢測和日常維護，導(dǎo)致二次回路故障時有發(fā)生。

3智能變電站二次回路可視化

3.1SCD文件可視化

智能變電站IED設(shè)備都基于IEC61850進行建模，配置文件成為了設(shè)備的關(guān)鍵，決定了設(shè)備的輸入、輸出外特性。系統(tǒng)的集成配置決定了整個系統(tǒng)的功能和性能，全站系統(tǒng)配置文件SCD是保證變電站正常運行的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，也是變電站運維檢修的主要依據(jù)。系統(tǒng)集成組態(tài)配置是將各設(shè)備的保護配置文件有機集成，進行虛端子連線，配以GOOSE控制塊及相關(guān)參數(shù)、SV控制塊及相關(guān)參數(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信參數(shù)等，最終形成系統(tǒng)性的配置文件SCD。SCD生成后，設(shè)備的參數(shù)以及設(shè)備間的相互關(guān)系就確定了，生產(chǎn)廠家將從SCD文件中導(dǎo)出每個設(shè)備的實例配置文件CID，下裝到相應(yīng)的設(shè)備，設(shè)備才能按照設(shè)計需要正常運行。站控層監(jiān)控后臺、遠動裝置等設(shè)備應(yīng)直接導(dǎo)入SCD配置文件，自動解析文件中的數(shù)據(jù)信息生成數(shù)據(jù)庫，按照設(shè)計和用戶要求配置畫面、文字、報表等人機界面，配置防誤閉鎖、順序控制、智能告警與故障綜合分析等高級應(yīng)用功能。

3.2可視化展示

將智能變電站的二次設(shè)備上的物理鏈路端口按信號傳輸?shù)姆较蚍譃榘l(fā)送端和接收端，其中，數(shù)據(jù)發(fā)送端按信號來源可再分為多個。智能變電站的開關(guān)量信號或者交流采樣信號總是從發(fā)送端輸往信號接收端，控制命令或者跳閘命令也是從信號的發(fā)出端輸往命令的接收端，也就是說，在二次回路中輸送的信號都是有一定的流向。二次系統(tǒng)內(nèi)部通過發(fā)布—訂閱數(shù)據(jù)間的映射關(guān)系，構(gòu)成了二次回路里的虛擬導(dǎo)線。虛擬導(dǎo)線這種概念是為了便于理解而設(shè)定的，對應(yīng)著常規(guī)變電站的二次回路電纜。因此，為了展示這種設(shè)備間的連接關(guān)系，可以采用一根有向箭頭從輸出信號端指向輸入信號端。最終可以用一個包含二次設(shè)備及其輸入輸出端和SV與GOOSE信號的連接關(guān)系圖。將可視化的展示分為以下三個步驟。（1）導(dǎo)入變電站SCD文件并解析，獲得每個裝置的相應(yīng)通訊參數(shù)及相應(yīng)虛端子信息，分析二次設(shè)備的內(nèi)部訂閱數(shù)據(jù)和外部裝置發(fā)布數(shù)據(jù)之間的映射關(guān)系，以此建立回路連接模型及數(shù)據(jù)映射模型;（2）設(shè)計好界面的布局模式，完成每個設(shè)備、二次回路連線和SV接收壓板等各個元素的圖形樣式的繪制;（3）最后把各個元素的圖形樣式和數(shù)據(jù)連接模型結(jié)合起來，在適當(dāng)?shù)奈恢蒙献罱K生成二次回路。

4 結(jié)論

伴隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、通信技術(shù)以及微電子技術(shù)的高速發(fā)展，電網(wǎng)智能化、自動化、信息化將成為未來發(fā)展的主流趨勢。近年來，國家電網(wǎng)改造規(guī)模不斷擴大，傳統(tǒng)綜合自動化變電站逐漸升級為智能變電站，變電站二次回路也會被網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)所取代。二次回路作為變電站主要組成部分，是電力系統(tǒng)安全、經(jīng)濟、穩(wěn)定運行的重要保障。因此，設(shè)計研發(fā)一種高可靠性二次回路可視化系統(tǒng)，可有效監(jiān)測變電站運行狀態(tài)，及時對故障設(shè)備進行風(fēng)險預(yù)警，從而提升電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

參考文獻

[1]張汀荃，何鑫剛，陳剛，施武作，張炳旺.智能變電站二次回路可視化設(shè)計與實踐[J].湖北電力，2019，41（11）：32-38.

[2]李業(yè)鋒.智能變電站二次系統(tǒng)的檢修及工程應(yīng)用研究[D].山東大學(xué)，2017.

[3]胡思琪，席自強.智能變電站二次回路可視化實現(xiàn)方法研究[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報，2017，32（05）：100-103+116.