智能变电站二次设备缺陷试验验证方法研究

发表时间:2020/11/25   来源:《当代电力文化》2020年第19期   作者:齐磊1 刘勤1 汪滢1 孟夏 1郭蕾2
[导读] 近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。
        齐磊1 刘勤1 汪滢1 孟夏 1郭蕾2
        1国网湖北省电力有限公司技术培训中心 湖北 武汉 430079;
        2国网武汉供电公司检修分公司变电检修室 湖北 武汉 430000
        摘要:近年来社会用电需求的不断增大,电力工程建设数量也逐渐增多。随着国家电网公司对二次设备运行管理要求的提高,二次设备的缺陷管理也越来越规范和严格。二次设备的缺陷处理从现场消缺到事后整改,需形成闭环。然而智能变电站的现场消缺工作通常仅对缺陷设备进行简单的处理,使其能满足变电站的运行需求即可。在大多数情况下,二次设备发生缺陷的具体原因并未完全查清,导致消缺后的二次设备可能会再次发生相同的缺陷。因此,为进一步分析智能变电站二次设备缺陷产生的原因,防止类似缺陷再次发生,使整个缺陷处理过程形成闭环,对智能变电站二次设备缺陷试验验证技术开展研究,建立了二次设备缺陷试验验证体系,提出智能变电站二次设备缺陷试验验证的通用方法。本文就智能变电站二次设备缺陷试验验证方法展开探讨。
        关键词:智能变电站;二次设备;试验验证;缺陷处理
        引言
        随着电网公司对于智能变电站的二次设备的要求逐渐提高,二次设备在使用过程中存在的缺陷问题也被放大。以往智能变电站在进行消缺工作时仅仅为了满足正常运行,所以处理方式上相对比较简单。所以在消缺工作结束后二次设备往往会出现缺陷复发的情况。因此,有必要对智能变电站二次设备的缺陷试验验证方法展开分析。
        1缺陷试验验证体系
        1.1智能变电站的二次设备缺陷在处理过程中通常存在以下几方面问题
        1.1.1缺陷定位不准确
        随着大量电子器件以及光纤的使用,传统的二次回路大量简化,大量元件集成于二次设备的内部插件中。这减少了变电站二次回路数量,简化了变电站二次设备外部接线,对缩短变电站的建设周期、缩小变电站占地面积等都起到了积极的作用。但是,集成化的元器件、光纤化的二次回路往往导致二次设备在发生缺陷时,仅能定位至装置级、插件级,很难定位到芯片级、原理级,导致缺陷准确定位困难。
        1.1.2缺陷分析问题
        二次设备的集成化会导致部分回路以及电子元件不可见,因为运行环境的复杂以及辅助手段的缺乏,导致很难精确地分析出二次设备的缺陷产生原因。对于二次设备而言,其缺陷的问题分析既需要现场理论、经验分析的支持,同时也要在实验室中对设备出现缺陷的具体原因以及整改措施进行更为深入的分析论证。
        1.1.3缺陷整改不彻底
        二次设备缺陷定位模糊、分析不透彻,增大了缺陷整改的难度,导致缺陷的整改往往仅能更换插件或装置。这无形中扩大了缺陷整改的范围。整机或插件的更换不仅增加了运维成本,也使得各器件未得到充分的利用,造成资源的浪费;另一方面,由于缺陷的原因并未完全查清,缺陷整改后,相同的缺陷可能再次发生,进一步增加了工作量和运维成本。
        1.2在试验验证体系中的各部分如下
        1.2.1基本理论
        二次设备试验验证体系的基本理论包含多方面知识,仿真技术、保护原理等一系列基本理念与设计标准形成了最基本的理论基础。在其中,仿真技术可以在电力系统事故以及二次设备缺陷问题产生后对其运行环境进行验证,由于电力系统的故障往往是不可复制的,所以在通过仿真技术进行事后分析时能够有效提升结论的准确性。而且,为了采取多种装置对二次设备进行协同分析,还需要将能够影响到缺陷分析的问题,比如定制配合以及缺陷定位排查等,通过软件进行仿真建模,通过建模来完成对结果的验证。

保护原理能够将二次设备需要拥有的功能描述出来,因为在设备出现缺陷问题时,缺陷的表现形式有可能与保护原理的描述出现一定偏差,但是通过保护原理能够迅速将缺陷问题的产生原因缩减在一定的范围区间内。
        1.2.2试验验证技术
        二次设备缺陷试验验证主要包括两个阶段:缺陷原因分析阶段和整改措施验证阶段。在缺陷原因分析阶段,主要依靠继电保护相关知识、专业经验或仿真分析,依据SOE记录或故障录波记录对二次设备的缺陷原因进行推断,得到设备缺陷的可能原因,并对推测的原因进行试验验证。分析二次设备缺陷的推理方法主要包括顺序推理法、逆序推理法以及整组试验法。顺序推理法是从缺陷设备的外在反映出发,按正向的逻辑寻找缺陷根源;逆序推理法是当缺陷设备所反映出来的外在表象难以找到缺陷根源时,从缺陷造成的事故结果出发,逐级向上进行缺陷原因的查找。对推测出来的缺陷原因需进行试验验证,其中:专项试验是根据缺陷原因,针对具体的某一功能进行试验,比如对不满足电磁兼容要求的需开展电磁兼容试验、对保护动作时间过长的需开展保护动作时间测量试验;整组试验和波形回放试验是通过模拟二次设备在现场运行状态的真实工况对保护装置进行动作时间、动作逻辑的检查,可用于还原缺陷设备在现场表征出来的缺陷现象,辅助进行缺陷分析。在整改措施验证阶段,针对已经验证通过的设备缺陷原因,提出相应的整改措施,并对整改后的缺陷设备制定相应的试验方案。在该阶段主要是对试验方案中的整改措施进行试验验证,验证该措施是否可根除该装置缺陷、装置功能能否满足相关标准或设计要求,并满足安全稳定运行的要求。
        2变电站二次设备运行维护管理措施
        2.1对设备软件的安全管理
        变电站二次设备软件安全防护系统是在一些变电站自动化系统、配电自动化系统等的主服务器上加固LINUX或UNIX等的操作系统,同时配置安全的防护系统。操作系统部分的软件安全防护主要是升级系统安全版本,安装补丁,加固系统的相关IP配置,为一些超级用户或特权用户设定复杂口令。另外,对数据库加固措施的方法包括:对数据库的应用程序进行安全审核,删除一些不必要的数据库,确保数据库中使用安全的密码,限定管理员权限的用户范围,需要在安全区的范围内使用安全Web服务,需要考虑到Web服务的不安全性。
        2.2对配置是否正确进行全面检查
        首先对智能变电站中二次系统运行配置情况进行检查,主要包含有交换机配置、SCD文件配置、二次系统设备中的私有设置等。其中提及到的SCD文件配置,主要是对SCD文件中二次设备通信参数、虚端子链接参数、输入和输出数据等数据进行分析。若出现了保护装置不能正确接收GOOSE报文或者SV报文、跳闸出现序列错误、采样出现错序的问题时,应当对SCD文件中对应的装置进行全面的检查,确保设计图纸和参数、虚端子配置保持完全一致,通过整组传动验证的方式,对参数之间配置是否正确进行验证。第三,通过对交换机配置情况进行验证,可全面掌握网络通信是否正确。若出现了报文通过交换机之后不能正确传输的问题时,需交换机配置是否正确进行全面检查,主要对镜像、静态组播、VLAN参数等现场配置情况和实际设计情况是否一致进行全面的检查。此外,对私有配置情况进行全面检查,主要包含有采样延时配置、端口配置等,应该根据场地的实际情况以及根据厂家的设计标准来进行360度检查,确保各项参数匹配正确,尤其是装置硬件端口的配置应当全部一致。这些操作均需要技术人员对具体标准和实际情况进行对比,通过对比找出其中可能存在的问题。
        结语
        对智能变电站二次设备缺陷试验验证技术开展了研究,建立了二次设备缺陷试验验证体系,从中梳理出智能变电站二次设备缺陷试验验证的通用流程。所提出的方法弥补了现有二次设备缺陷处理流程的不足,将缺陷定位至芯片级、原理级,可彻底防止类似缺陷再次发生,使二次设备缺陷处理形成了闭环。
        参考文献
        [1]卞玉涛.基于专家系统的故障诊断方法的研究与改进[J].电子设计工程,2018,21(16):83-86.
        [2]孙莉君.智能变电站二次设备故障诊断系统的研究[J].沈阳工程学院学报(自然科学版),2018,12(1):55-60.
        [3]甘卫星.浅谈变电站二次设备的运行维护与管理[J].科技创新导报,2020,17(05):158-159.
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