智能變電站物理回路故障診斷方案設(shè)計

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【摘要】隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的巨大進步，我國在各個行業(yè)的智能化都得到了巨大的發(fā)展，尤其是在變電站的智能化發(fā)展過程中更是得到了巨大的進步。在現(xiàn)階段智能變電站的發(fā)展過程中，主要是采用光纖通信的方式來取代傳統(tǒng)的電纜連接方式，光纖通信方式的選擇在發(fā)生故障時會給相關(guān)的維修工作人員帶來巨大的維修困難。本文主要是從智能變電站光纖鏈路告警出發(fā)，以變電站的虛實回路映射為基礎(chǔ)，通過規(guī)范化的鏈路告警信息，來構(gòu)建一個科學(xué)合理的智能變電站光纖鏈路故障診斷方案，該方案主要從變電站的信息傳輸方式和組網(wǎng)形式來進行綜合的考慮，并且以實際驗證的方式來驗證方案的有效性以及實用性，能夠在一定程度上有效的提高變電站運維工作的效率和可視化水平。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；虛實回路映射；物理回路；故障診斷

1引言

智能變電站在設(shè)計上就與傳統(tǒng)的變電站在建設(shè)的過程中存在著一定的區(qū)別，同時在其他的一些方面與傳統(tǒng)的變電站之間也是有著巨大的區(qū)別的，在智能變電站的實際運行過程中，相關(guān)設(shè)備之間的聯(lián)系采用的是通信光纖，摒棄了大量的電纜連接，這樣的話就能夠在一定程度上提高設(shè)備之間的信息傳輸效率，簡化了變電站繁瑣的二次連接。但是在通信光纖使用的過程中，由于光纖回路傳輸信息的復(fù)合性以及不可見性，所以光纖通信的中斷就會在異地程度上給檢修人員的工作帶來巨大的不便，所以說在智能變電站現(xiàn)階段的發(fā)展過程中，最為主要的問題就是如何實現(xiàn)變電站通信鏈路的監(jiān)視以及故障的快速定位，本文對于變電站物理回路故障的診斷方案以及實現(xiàn)方法做了一個詳細的分析。

2智能變電站技術(shù)特點

2.1智能變電站技術(shù)結(jié)構(gòu)

在智能變電站系統(tǒng)建設(shè)的過程中，主要分為三個建設(shè)層次，分別是過程層、間隔層、站控層。下面就來對每個建設(shè)層次的系統(tǒng)來做一個詳細的分析。首先是過程層，過程層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，主要包含由一次設(shè)備和智能組件構(gòu)成的智能設(shè)備、合并單元和智能終端，能夠在實際操作的過程中完成變電站電能的分配、變換、傳輸以及測量、控制、保護、計量等任務(wù)。在工作進行的過程中，根據(jù)我們國家相關(guān)的規(guī)定要求，保護應(yīng)采取直接取樣的方法，對于單間隔的保護能夠進行直接的跳閘操作，涉及到多間隔的保護可以選擇性的使用直接跳閘的方法。智能組件在實際使用的過程中屬于靈活配置的物理設(shè)備，包含有測量單元、控制單元等多功能的單元設(shè)置。

2.2智能一次設(shè)備

高壓設(shè)備在電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)之中，屬于一次設(shè)備的范疇，高壓設(shè)備的智能化，是整個智能電網(wǎng)中的重要組成部分，也是傳統(tǒng)電網(wǎng)與智能電網(wǎng)之間的重要區(qū)別。在實際運行的過程中，可以利用傳感器對關(guān)鍵設(shè)備的運行狀況進行一個實時的監(jiān)控，進而可以在一定程度上實現(xiàn)電網(wǎng)設(shè)備的可觀測、可控制與自動智能變電站光纖鏈路故障示意圖化，這些也是電網(wǎng)智能設(shè)備運行過程中的最為核心的內(nèi)容與任務(wù)。我國在智能設(shè)備運行使用的過程中也制定了許多相關(guān)的規(guī)定，根據(jù)規(guī)定要求：①當傳感器或者是執(zhí)行器與高壓設(shè)備或者是其部件進行一體化的設(shè)計時，一定要達到特定的監(jiān)測或者是控制的目的；②將互感器與變壓器、斷路器等相關(guān)的高壓設(shè)備進行一體化的設(shè)計，以此來減少設(shè)備的占地面積；③在智能組件的發(fā)展過程中，將相關(guān)測量、控制、計量、監(jiān)測進行一體化的融合設(shè)計，能夠在一定程度上實現(xiàn)一、二次設(shè)備的融合。

2.3智能設(shè)備與順序控制

在實現(xiàn)智能化的高壓設(shè)備的操作過程中，主要采用的就是順序控制的方法來進行處理的，以此來滿足無人值班以及區(qū)域控制中心站管理模式的需求，同時還能夠在一定程度上接收和執(zhí)行監(jiān)控中心、調(diào)度中心和當?shù)睾笈_系統(tǒng)所發(fā)出的控制指令，當這些指令在經(jīng)過安全檢查之后就能夠自動完成符合相關(guān)運行方式變化要求的設(shè)備控制，同時當設(shè)備在運行的過程中出現(xiàn)緊急缺陷的時候，還具備急停功能，能夠使智能高壓設(shè)備迅速的停止工作。

3物理光纖回路智能診斷原理

3.1光纖回路故障類別

在對光纖回路的故障進行分析的過程中，分類的方式有很多種，下面就來介紹一下以故障的原因來進行分類的相關(guān)情況，按照故障的原因來進行分類，主要可以分為鏈路軟故障和鏈路硬故障。鏈路軟故障能夠在一定程度上導(dǎo)致接收方設(shè)備通信信息檢查不匹配，進而產(chǎn)生鏈路警告，鏈路硬故障的影響是根據(jù)故障元件的不同而有所區(qū)別的。當兩類故障發(fā)生時，變電站的監(jiān)控后臺都會發(fā)出相應(yīng)的警告，通知相關(guān)的運維人員進行及時的處理。

3.2光纖故障診斷原理

現(xiàn)代化的智能變電站所采用的是光纖來進行相關(guān)的通信轉(zhuǎn)換工作，當光纖回路在實際工作的過程中發(fā)生故障的時候，系統(tǒng)的監(jiān)控后臺就會發(fā)出非常多的告警報文，智能變電站光纖回路斷鏈發(fā)生的判斷機制就是，當相關(guān)的智能設(shè)備在實際運行的過程中接收不到相關(guān)的發(fā)送方所發(fā)送的控制塊信息，或者是接收方所接收到的信息與發(fā)送方的文本不一樣，就說明系統(tǒng)裝置在邏輯上發(fā)生了鏈路斷接的現(xiàn)象。當這種現(xiàn)象發(fā)生的時候，后臺的監(jiān)控系統(tǒng)就能夠?qū)收系姆秶M行劃分，從而進行故障的準確定位。

4故障診斷方案設(shè)計

4.1光纖故障告警方案設(shè)計

在智能變電站工作運行的過程中，判斷智能變電站光纖故障主要的判斷與診斷依據(jù)就是變電站內(nèi)部裝置的告警系統(tǒng)，在現(xiàn)階段智能變電站發(fā)展的過程中，在對智能變電站進行設(shè)計的時候?qū)Υ祟惖母婢到y(tǒng)還沒有進行有效的規(guī)范要求，并且在這個過程中多配、少配、重配的現(xiàn)象比較的突出，非常容易造成告警信息的不明確，所以說在智能變電站系統(tǒng)實際發(fā)展的過程中，十分的有必要對二次光纖回路的告警信息進行規(guī)范性的設(shè)計。在光纖回路故障信息發(fā)出的過程中，由于每個裝置對另外裝置的光纖連接都有唯一一個對應(yīng)的告警信息。

4.2變電站光纖組網(wǎng)及故障信息采集方案

（1）智能變電站光纖組網(wǎng)。在現(xiàn)階段變電站光纖組網(wǎng)工作進行的過程之中，根據(jù)工程靈活性以及可靠性的要求，通常采用的混合組網(wǎng)的方式。在變電光纖連接的過程中，主要分為直采直跳和組網(wǎng)的方式來進行連接，在進行直采直跳方式進行組網(wǎng)的時候，不需要經(jīng)過交換機就可以直接通過光纖來將兩個互聯(lián)網(wǎng)設(shè)備進行連接。（2）光纖故障告警信息的采集方案?，F(xiàn)階段主要的告警信息采集方案有以下兩種，其一是直采直跳告警信息，使用直采直跳的方式來進行告警信息的采集時主要有一下三種有效的途徑，分別是智能終端發(fā)送信息到保護裝置、合并單元發(fā)送信息到保護裝置、保護裝置發(fā)送GOOSE信息到智能終端，這三種告警信息的采集途徑都能夠?qū)ο嚓P(guān)的告警信息進行及時、有效、準確的采集；另外一種采集方案就是組網(wǎng)方式告警信息的采集，這種方式主要是針對IED設(shè)備到交換機之間光纖中斷的情況。

5光纖回路故障診斷應(yīng)用

根據(jù)前文對物理回路故障診斷幅的分析以及故障診斷方案的設(shè)計與實現(xiàn)，我們在這個基礎(chǔ)上研究開發(fā)出了一套智能變電站光纖故障在線診斷系統(tǒng)軟件，并在實驗室中進行了相關(guān)的仿真模擬。光纖故障診斷系統(tǒng)是通過報文的方式來進行采集的，之后就能夠得到二次回路虛鏈路狀態(tài)和交換機的物理端口的狀態(tài)，并可以對虛實鏈路進行相關(guān)的鏈路搜索，完成虛實回路的映射工作。在這個過程中通過規(guī)范化的虛鏈路告警信息能夠完成對實回路異常情況的診斷，從而能夠在一定程度上推斷出發(fā)生故障的光纖鏈路，并可以對其進行可視化的管理與展示，仿真系統(tǒng)能夠在一定程度上驗證研究成果原理和方案的真確性、可行性以及適用性。

6結(jié)束語

在現(xiàn)階段智能變電站物理回路故障診斷方案設(shè)計以及實現(xiàn)的過程中，本文基于虛實回路以及相關(guān)的情況設(shè)計了一些相關(guān)的故障診斷方案，故障診斷方案的制定能夠在一定程度上提升智能變電站運維管理人員的可視化運維水平，能夠在一定程度上提高檢修和運維的效率，為電力系統(tǒng)的高效運行做出了巨大的貢獻。

參考文獻

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作者：郭小春 單位:國網(wǎng)四川省電力公司檢修公司