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智能变电站继电保护在线运检方法研究杨钊

发表时间：2020/8/24 来源：《基层建设》2020年第10期作者：杨钊高崇

[导读] 摘要：在我国社会不断发展，国民生产总值不断攀升的背景下，我国电力系统发展也极为迅速，智能变电站也就应运而生，在当前的发展形式下，相对传统的继电保护模式已经不适应于智能变电站，因此，我们要对有关智能变电站的继电保护系统进行分析，探究适应于智能变电站的继电保护在线运维系统，就关键性的技术进行分析，进而促进智能变电站的不断发展。

        国网鞍山供电公司辽宁鞍山 114100
        摘要：在我国社会不断发展，国民生产总值不断攀升的背景下，我国电力系统发展也极为迅速，智能变电站也就应运而生，在当前的发展形式下，相对传统的继电保护模式已经不适应于智能变电站，因此，我们要对有关智能变电站的继电保护系统进行分析，探究适应于智能变电站的继电保护在线运维系统，就关键性的技术进行分析，进而促进智能变电站的不断发展。
        关键词：智能变电站；继电保护；在线运检；方法
        引言
        继电保护有效的运维检修是保障其安全可靠运行的基础，现行的继电保护传统运检方法存在工作量大、有停电风险以及有效性存疑等弊端。随着智能变电站和继电保护装置信息开放及共享程度的提高，继电保护系统支持连续监测关键的状态信息，并支持以通信的方式输出这些信息，利用多种自动化手段和计算机技术集中存储、综合分析、统一展现，利用冗余信息还能加强信息准确性，将有效提高保护的性能。
        1继电保护运检新模式
        传统运检虽然有种种弊端，但并不是所有传统运检项目都可以被某些在线运检方法所取代，在线运检相对于传统运检而言也有评价盲区。因此亟待建立继电保护运检新模式，以弥补两种运检方法的缺陷，发挥各自的优势。基于信息共享的继电保护新体系，结合传统运检与在线运检的异同点，本文尝试探索继电保护运检的新模式。当一次系统无故障的情况下，信息采集单元根据站控层、过程层以及SCD文件获取状态信息，主要为设备状态信息，并根据这些信息实现继电保护的设备在线运检，如果有设备异常则发送异常告警信息；而对于装置外观、回路绝缘电阻等无法通过在线运检实现的日常巡视和定检项目，仍然按照“每日一次日常巡视，每三年一次定检”的周期进行。当一次系统发生故障时，继电保护应该正确动作，此时信息采集单元主要采集继电保护系统的各类运行状态信息，并结合保护配置信息，以在线运检为基础综合评价继电保护系统的运行状态。
        2设备状态监测技术分析
        通常情况下，变电站主要进行设备故障信息与动作保护信息的监督与控制，对于装置故障信息而言，可以结合继电保护设备的实际情况做出相应的反应，主要实现设备自我检查、硬件运行监督、通信监督、外部回路自我检查等。然而，传统的装置警告信息中，只包含正常或是非正常的相关状态信息，无法更好的对设备变化情况进行研究，难以提升预警效果。因此，需要引进在线运维系统开展动态化的设备监测工作，根据继电保护设备特点与监测信息等，创建模拟量信息，使用合理的通信方式输出模拟量。监测系统能够对模拟量信息进行长期的记录，了解设备的状态发展规律，根据损坏特点等，实现状态监测工作目的。目前，在智能变电站继电保护在线运维的过程中，可以使用设备状态监测的方式，进行温度、电压等实时化的监测处理，实现技术的规范性使用。
        3二次回路的状态监测
        智能变电站的二次回路监测与传统变电站的二次回路监测还是有着一定的区别的，传统的变电站运用的是模拟信号传输的方式，然而智能变电站所采用的数字信号传输的方式，另外，智能变电站将传统的电缆连接方式进行了转换，转换成了光纤组网的连接。我们可以对相关技术进行优化，在一定程度上能够提升对通信内容的监测效率。现阶段智能变电站的二次回路状态监测主要包括以下两种，即物理链路状态监测与逻辑链路状态监测。物理链路状态监测主要是进行变电站的通信网络的各个通信环节进行监测，进而实现对整个状态进行评估。想要做好物理链路状态监测，就要对所涉及到的设备对象有着充分的了解，明白物理链路的状态模型，及时对相关的信号做出处理。逻辑链路状态监测就是对智能变电站的过程层网络报文进行监测，其目的在于增强整个网络通信内容的正确率以及有效性。

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现阶段我国智能变电站在进行运行时，需要进行大量的工程配置，在进行工程配置时，一旦出现错误，运用人工的方法很难达到纠正错误的效果，在该种情况下，运用运维系统能够有效的进行纠正，对网络报文进行随时的捕获，还能够对报文的格式进行诊断，一旦发生错误，能够及时的进行更正，进而起到预防事故的作用。
        4逻辑链路状态监测
        逻辑链路状态监测实现对智能变电站过程层网络报文的在线解析和监测，其目的是有效保证过程层网络通信内容的正确性和有效性。正确性是检验通信报文格式及内容是否正确，检验内容包括报文格式是否符合规范，报文中一些计数器的状态是否正确、报文是否重复等。有效性是检验通信内容的工程配置与预期配置是否一致，如果不一致，实际运行时可能会带来诸多问题，如信号丢失、采样错误、出错告警等，严重的可能会影响继电保护设备的正常运行。目前，智能变电站存在大量的GOOSE和SV工程配置工作，配置出错在所难免，一旦出错，依靠人工检查很难及时发现；即使发现出错，也很难快速定位到错误，传统的做法只能通过人工抓取网络报文，与工程配置进行人工比对来定位到错误，排查的效率非常低；另外，GOOSE和SV的配置经常会改变，这种事后查错的机制也无法满足高可靠性的要求。运维系统完全可以代替这种人工排查的过程，通过定时捕获并解析网络报文，在线分析报文格式和内容的正确性，并抽取网络报文中的配置数据部分，自动与变电站配置描述（SCD）文件中的工程配置进行比对，一旦发现报文错误或配置错误，可以及时地提示用户纠正，起到良好的事前预防作用。针对GOOSE、SV报文，通过在线分析，运维系统实现的在线检查内容包括报文格式出错、报文计数出错、报文断链、报文与配置不一致等错误，此处不再赘述。
        5一致性在线状态监测思路
        本文提出的一致性在线状态监测方法是通过比较监测信息与给定信息是否一致而判断继电保护状态的方法，适用于利用具有恒值特性的继电保护配置状态信息提取继电保护的关键态，只需利用单间隔信息进行状态监测。其实现思路为：继电保护投运时先总召一把，上召装置的定值，配置文件的校验码，以及程序版本等信息，在运维后台保存定值单。运行时，按固定频率（如1次/月）进行一致性在线监测：读取定值等信息，并与运维后台确认的定值单进行对比，连续三次不一致则报警。或者当检测到装置重启后，立即触发一致性在线监测。
        6数据应用层
        数据应用层的功能模块同样包括三个模块，模块一，设备状态的监测模块；模块二，二次回路状态的监测模块；模块三，二次回路模型库。其中，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；模块二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；模块三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。
        结语
        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：
        [1]李付勤.智能变电站继电保护在线运维分析[J].中国化工贸易，2017（36）：185，187.
        [2]杨玉娜，谢丽霞.智能变电站继电保护在线运维系统的技术应用与实践[J].通讯世界，2016（23）：238-239.
        [3]陈智远.智能变电站继电保护在线运维系统关键技术[J].电子技术与软件工程，2018（23）：217.
        [4]杨玉娜，谢丽霞.智能变电站继电保护在线运维系统的技术应用与实践[J].通讯世界，2016（23）：238-239.