智能变电站继电保护在线运维系统关键技术

陈凯

摘要：智能变电站的总体结构可以分为三个层次，过程层、间隔层以及变电层。过程层主要负责监测继电保护设备的运行状态，电器运行情况以及运行操作过程中的驱动和执行情况，是智能变电站自动化运行的基础和前提。在互联网科技蓬勃发展的今天，借助先进技术所研究的继电保护技术是非常有意义的，为创造更加先进智能变电站提供了条件。因而对智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的研发与设计，对变电站及国家电网的安全运行意义重大。

关键词：智能变电站;继电保护;在线运维系统;关键技术

1引言

我国的科技不断进步，人工智能技术越来越完善，智能设备在变电过程中的应用，提高了变电站的技术水平，也为用户供电提高起到保障作用，智能变电站继电保护在线监测系统的应用，对电力系统的发展起到推动作用，智能设备在继电保护中的应用，促进了智能变电站继电保护在线系统设计的实施。

2智能变电站体系结构

智能变电站在网络结构上与传统站有明显不同。三层两网结构是智能变电站典型应用结构，其中三层是指过程层、间隔层、站控层，两网是站控层网络和过程层网络。目前，我国在智能变电站实际发展的过程中，继电保护装置的种类较多，因此，在选择设备的过程中，需要结合电力系统的实际运行状况，合理的选择保护设备，对其功能进行分析，确保可以完成继电保护工作任务，及时发现电力系统故障问题，做出准确的判断，并发出警告。在电力行业快速发展的社会背景下，继电保护装置也开始形成网络自动化模式，灵敏性较高，可以合理的应对突发问题。在此期间，为了降低电力系统的故障问题，还是采用继电保护方式进行自动化的运维保护，及时發现短路问题，并减少对电力设备的损害。在网络、计算机以及自动化相关技术快速发展的环境下，电力系统也开始同步使用此类技术，可以促进继电保护系统的智能化发展。尤其是单片机技术，在应用过程中能够提升继电保护装置运行准确性与可靠性，为监督工作人员提供具体的监督资料，提升整体管理工作的便利性，进一步促进网路控制调节优势的发挥。

3智能变电站继电保护在线运维系统关键技术的应用

在智能变电站继电保护系统实际运行的过程中，要想更好的使用在线运维系统，就要全面引进关键技术，保证提升整体在线运维系统的运行水平。具体技术为：

3.1设备状态监测技术分析

继电保护设备在电网运行中是至关重要的一环，能够监视并控制一次设备，而智能变电站继电保护状态检修的基础便是详细了解各智能设备的监测信息，继而确定设备的运行状态是否良好。智能变电站继电保护设备状态监测系统主要包括：智能变电站电源信息，电源电平输出，即两功率或电压之比的对数，有时也可用来表示两电流之比的对数;智能电网设备运行温度信息，具体包括设备内部的工作温度、装置过程层光纤数据接口的温度;监测光强信息，光强即发光强度，主要是发光体在给定方向上的发光强度，是该发光体在该方向的立体角元dΩ内传输的光通量dΦ除以该立体角元所得之商，即单位立体角的光通量。智能变电站继电保护设备状态监测系统，可以有效监测装置过程层光纤数据接口接受的光强信息;此外，智能变电站继电保护设备状态监测系统可以进行数据信息的统计，包括继电保护设备实际运行过程中无故障时间统计、继电保护装置采样值（SV）信息、装置面向通用对象的智能变电站事件（GOOSE）统计信息，GOOSE是IEC61850中的一种快速报文传输机制，用于传输变电站内IED之间重要的实时性信号。GOOSE得使用大大简化了变电站二次电缆接线。此外，在线监测系统还负责对智能变电站继电保护设备自检信息，装置硬件以及回路自检信息的收集和整理。

3.2继电保护二次回路状态监测

3.2.1物理链路通信在线监测

物理链路通信在线监测是继电保护二次回路在线监测的主要内容，为了实现物理链路通信在线监测，需要明确智能变电站过程层设备的物理链路拓扑信息。物理链路通信监测主要是监测其的物理设备，设备是保障变电站供电的基础设施，必须保障供电设备的正常运行，无论采用组网通信方式，还是点对点通信方式，智能变电站继电保护系统的过程层通信方式都可以等效为图1所示。

3.2.2逻辑链路通信在线监测

逻辑链路通信在线监测是继电保护二次回路在线监测的重要过程，目前主要厂家装置对GOOSE和SV配置均可进行在线校对，当发现发送配置和接收配置不匹配时能发出告警信号。在此基础上再验证发送的配置和SCD集成配置是否一致，就可以在逻辑上验证智能站相关装置的发送配置、接收配置与SCD集成配置的一致性。

4继电保护在线运维系统工程实践

2015年某电网投运的220kV变电站和110kV变电站中，将继电保护在线运维系统投入应用，该系统主要分为三个层次，分别是数据采集层，数据应用层和数据展示层。在系统投入应用的过程中，每一个层次包含的功能也有所不同。

4.1数据采集层

数据采集层包括IEC61850前置采集模块，报文分析和采集模块等。其中IEC61850前置采集模块的主要功能就是采集各个装置设备的状态信号，如保护装置、智能终端装置以及合并单元，同时，还包括保护功能压板以及通信输送压板的状态。报文采集和分析模块的主要功能在于在线捕捉报文信息，对报文格式和内容存在的错误状况进行解析。

4.2数据应用层

数据应用层的功能模块同样包括三个模块，第一模块的主要功能是处理采集模块上送的设备状态信号，采用综合分析的方式获取设备运行状态，并且判断设备运行的正常状况，如果设备运行异常，则需要对设备进行检修;第二模块的主要功能是对报文分析数据进行处理，通过数据综合分析的方式获取二次回路的物理链路和逻辑链路状态;第三模块中包括物理链路模型以及逻辑链路模型两种，其中物理链路主要包括智能设备以及交换机，逻辑链路包括逻辑信号以及智能设备等。

4.3数据展示层

数据展示层的功能模块包括四种，设备状态异常警示模块，链路状态异常警示模块，物理链路图形化模块，逻辑链路图形化模块。运维系统包含的数据采集以及处理等功能可以与后台监控系统共用，才能达到网络一体化监控的要求。

5结束语

总而言之，在智能变电站继电保护系统实际运行的过程中，要想更好的开展继电保护工作，快速查找故障设备位置与原因，应当转变以往的运维管理方式，合理使用在线运维关键技术，通过相关技术的应用，提升继电保护系统的运行效果与水平，满足当前的高效性发展需求。

参考文献

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