康秀娟
国网宁夏电力有限公司检修公司 宁夏 银川 750001
摘要：在智能变电站运维检修中存在二次回路及运维信息展示不直观，安全措施实施概念模糊等问题，不利于及时发现保护设备安全隐患以及缺陷隔离，易导致电网事故。文中提出了一种适用于智能变电站的保护设备可视化运维系统设计思路，实现保护设备在线监测诊断，缺陷辅助隔离及安全措施防误预警。基于此，本文对智能变电站保护设备可视化运维系统研究与应用进行了深入分析。
关键词：智能变电站;保护设备;可视化运维系统;应用
引言
变电站的运转需要多种设备的高负荷工作才能完成，而继电保护设备实现了可视化的故障监管功能，在变电站的电力输送网络中像是始终存在一双“眼睛”，能够及时地发现故障的相关信息，向工作人员发出警报，从发现到信号发出的效率极高，变电站的设备依靠继电保护设备的防护就可以实现很好的运行和维护。
1系统设计
1.1体系构架
智能变电站保护设备可视化运维系统主要由数据采集单元和数据管理单元两部分组成，并辅以交换机、屏内显示器、键盘鼠标等。数据采集单元通过过程层网络获取过程层设备，如合并单元、智能终端及过程层交换机的数据；通过站控层网络获取站控层数据；数据管理单元从数据采集单元获取数据后，进行信息的整合分析及处理实现了在线监视和诊断的功能。
1.2功能设计
1.2.1 CD文件校验检查功能(包括SCD文件静态校验、动态校核)
a.SCD文件规范性校验功能，对SCD文件按XML语法语义、继电保护工程应用模型、国网六统一等相关技术规范进行校验，确保SCD文件符合规范要求，避免新建及改扩建站SCD文件存在隐患；b.SCD文件动态校核功能，在线读取IED设备模型文件及CRC校验码，进行配置文件变更动态监测与告警。
1.2.2运维检修现场可视化图纸资料功能
a.SCD文件可视化，便于及时查看虚回路、虚端子、IED设备信息；b.全站网络拓扑图信息及状态动态展示；c.虚回路、实回路合一的二次回路可视化，便于及时查看并核对工作间隔二次回路动态信息，包括光纤信号互联关系、板卡-端口信息、光纤关联信号及虚端子。
1.2.3保护设备在线监测功能
a.间隔保护相关光纤物理链路监测；b.间隔保护相关二次回路在线监测，包含光纤信号回路及状态、压板状态；c.按间隔全面展示保护设备详细状态信息，包括保护动作、告警、压板、光字牌等历史信息查询。
1.2.4运维智能诊断功能
a.光纤链路故障诊断定位；b.保护设备异常、告警的板卡定位，保护动作逻辑分析；c.一次设备/二次设备操作状态一致性对应检查与诊断预警。
1.2.5二次安全措施校核、逻辑预演功能
a.二次安全措施在线校核，为二次回路操作提供操作顺序及操作结果的校核与告警;b.二次安全措施逻辑预演，及时发现操作票中的逻辑问题，避免二次安全操作逻辑错误导致的保护闭锁及保护误动事故发生；c.二次安全措施实施过程记录与回放，实现操作痕迹追踪，便于事后分析。
1.2.6智能巡检功能
作为站端基础数据平台，实现保护设备定期巡检，巡检内容包括差流、保护功能投退、保护动作、保护异常、保护定值、保护设备在线监测信息等，构建大数据平台基础。
1.2.7远传功能
实现站端与主站端建模及信息传输，便于实现远程运维、远程诊断、远程指导，构建分级可视化运维体系基础，为电力大数据、云计算、物联网、移动终端、状态检修、SCD管控等高级应用提供运维数据接口。
2系统硬件与软件设计
2.1数据采集单元
数据采集单元基于IntelHaswell平台，使用IntelCeleron2980U处理器，系统网络采集功能使用独立的PCIexpress总线扩展，实现SV、GOOSE报文线速采集。数据采集单元接入智能变电站过程层和站控层，可接入二次设备数目大于256个。获取合并单元、智能终端、保护装置、安全自动装置的SV报文、GOOSE报文、MMS报文，通过SNMP或DL/T860获取交换机信息。装置采用嵌入式结构，用于信号采集的100Mbps光纤以太网接口为16个LC光纤接口，其中4个支持100Mbps和1000Mbps互换。硬件接口包括IRIG-B对时接口，4个RJ45以太网通信接口用于通过DL/T860MMS通信服务获取二次设备状态监测信息、保护定值、压板、告警、遥测、遥信、录播文件、中间节点文件等信息及3个告警开出节点。数据采集单元采用失电保持的静态储存器为储存介质，状态监测数据采用循环覆盖机制，存储时间间隔小于120min，并且最少能保存100天的历史记录。
2.2数据管理单元
数据管理单元经交换机接入数据采集单元，将数据采集单元所采集的数据进行整合分析处理和应用，并且具有对数据管理单元的配置、管理功能。数据管理单元配备带硬盘的工控机，采用Linux嵌入式操作系统，拥有6个RJ45以太网通信接口，各以太网口之间相互独立，且具备独立的调试接口。支持信息优先级上送和种类定制上送要求，支持向多个客户端上送监测分析结果，监测分析结果上送满足DL/T860的要求。
2.3系统组屏
系统组屏包括屏内交换机、就地显示器、键盘、鼠标、光纤配线架等。
3应用情况及效果
目前，保护设备可视化运维系统已在多省试点应用。基于现场运维检修人员的需求，切实际、高效率的解决了现场工作人员所面临的一系列问题。。该系统提高了现场快速诊断和处理设备缺陷的能力，提供了安全措施操作辅助功能，实现了智能变电站“看得见、摸得着”可视化图形化层次化的展示。该系统的工程实施具有时间短、配置简洁、维护方便三大特点。该变电站投运前，工作人员利用保护设备可视化运维系统光纤链路监视诊断、虚实回路监视诊断、光口光强监视功能等对各个间隔详细的审查。直观、精确的指向某一间隔智能终端第七块板卡第四光口的光纤发生了断链的情况，有针对性的排查后发现在调试过程中尾纤遭到撕扯而外表完好如初，更换后情况得到解决。送电前夕，配合工作人员进行各间隔安全措施的预演和实际校核，为送电工作和未来的停电检修提供了保障。投运后，全景图巡视和保护巡检模块给运维人员日常检测IED设备、链路，检查IED设备工作情况等带来了极大的便利，图形化的展示十分直观，发现问题后还可以及时的利用其他功能进行查询和定位。目前，从多个投运了该保护设备可视化运维系统的变电站后期改扩建维护反馈来看，该系统给变电站运维检修带来了极大的帮助，提高了现场工作效率，缩短了现场工作的时间。
结束语
综上所述，在智能变电站中，继电保护装置可以将运行故障中的问题设备隔离开来，从而保证变电站的正常运行和供电的稳定可靠。继电保护装置是变电站中的重要组成部分，它的故障检测和维修将关系到变电站的安全运行。可视化系统是一种新型的故障检测方案，将其运用于变电站继电保护障碍管理中，可以提供合理有效的措施，使故障排除更彻底、更准确，也能降低员工的工作量，利于变电站的科学管理。
参考文献
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[3]陈星田.智能变电站继电保护隐藏故障诊断与系统重构方法[J].重庆大学期刊，2015.