李淼1 高岭1 孙涵2 王丽萍1 吕学增 1 刘瑜1 鲁伟1
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摘要：以智能变电站高压测控装置为中心，阐述智能变电站的结构与高压测控装置，优化高压测控装置运行功能，目的在于提高高压测控装置的运行效率。
关键词：智能变电站；高压测控装置
中图分类号：TM762 文献标识码：A
引言
传统保护控制系统以一次设备为对象按功能配置相互独立的二次设备。变电站内装置及子系统数量众多、运行维护复杂。随着智能变电站技术发展，以数字通信为基础的二次系统及设备得到了广泛应用，传统继电保护及测控系统的数字化迁移逐步开展。然而增加的过程层设备进一步增加了设备数量，提升了系统的复杂程度，以设备为对象的保护配置模式与数字化技术的适应性问题逐渐凸显。
1、系统整体架构
智慧变电站整体架构如图1所示。与传统变电站结构相比，变电站I区仍为主设备监控系统，但在II区增加了辅助设备监控主机，分别接入在线监测、巡检机器人、视频监控、消防、安全防范、环境监测、SF6监测、照明控制、智能锁控等子系统，并经过辅助网关机经调度数据网上送。
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图1智慧变电站结构示意图
感知层主要由终端层设备组成，主要涉及传统一二次设备、辅控设备和新型监测、控制设备，如计算机监控系统、自动化系统、主变套管油压、套管介损及电容量、铁芯及夹件电流、主变油温、免维型呼吸器、主变中性点接地刀闸力矩、避雷器泄漏电流、HGIS(T)SF6压力、内置式MOA泄漏电流、断路器弹簧压力、大负荷开关柜触头温度、开关柜局部放电、无功投切断路器机械特性测试等在线监测设备，以及远程监视与管理系统、冗余集中测控装置、测控就地模块、电能质量专用就地模块、宽频测量装置、电能质量监测装置等。网络层主要由电力光纤网及各类无线专网组成，实现感知层设备信息与平台层的交互，目前在站内与主、辅设备集中监控主机通讯主要通过就地模块将各类协议统一为IEC61850通讯协议后进行交互。平台层包含变电站内交直流一体化电源系统、综合监控系统、安防系统、门禁系统、消防系统、环境监测系统、照明控制系统、六氟化硫监测系统、智能锁控系统、在线监测系统、视频监控系统、机器人巡检系统等子系统，在实现相关数据采集的同时，进行基于设备信息的边缘计算，相关结果上送地市公司及省公司层级配置的变电站业务应用层平台。
2、站用电备自投装置基本配置及动作原则
站用电备自投采用许继电气生产的WBT-851/P型数字式备用电源自动投切装置，可实现各种保护逻辑，具备保护逻辑开发可视化、事故分析透明化、软硬件设计可靠性高等特点，能满足各种接线方式下的备自投保护功能。其基本功能包括A分支备自投、B分支备自投、A分支电流后加速保护、B分支电流后加速保护、TV断线检测、断路器位置异常告警等。当某段400V母线非PT断线而造成负荷设备失电，在满足备自投启动条件下才能启动备自投。为了防止电压波动而导致备自投误动作，备自投的启动会经过一段时间延时，其动作时间一般都较为迅速，以免负荷设备长时间失电。当备用电源发生永久性故障时，备自投装置动作可能会将备用电源投于故障，此时相关保护装置会可靠动作，再次将备用电源切断，切断后备自投不会再次启动，以免多次将备用电源投于故障，造成设备损坏和更加恶劣的影响[1]。
3、智能变电站的高压测控装置应用
3.1、智能变电站高压测控装置软件
软件组成的运行均需要以硬件组成为基础。软件组成主要包括电源监视软件、人机交互软件以及CPU管理软件等，不同软件之间相互联系与作用，在相互配合下完成高压测控装置的功能。通过平台化系统，实现灵活选择插槽配置[8]。尤其是其中I/O模块，因为数量较多，所以插槽位置的确定需要从通用性角度出发，真正实现高压测控装置运行期间即插即用。自解释协议在高压测控装置软件中的应用，为CPU管理系统增加自动识别功能，如此减少I/O模块信息识别的烦琐性，增加功能性的同时不需要过多的软件配置，更显智能化[2]。
3.2、开关柜柜面分合闸指示灯
需要说明的是，断路器配置的微机保护装置型号可能不一样，开关柜控制柜面上断路器分闸位置指示绿灯和合闸位置指示红灯的开入量信号的采入方式不尽相同，有的采自保护装置内部的跳位监视继电器TWJ的常开触点和合位监视继电器HWJ的常开触点(如北京四方继保公司的CSC－211型线路微机保护测控装置)，有的采自断路器QF中的一组辅助常闭触点和常开触点。在断路器分合闸电气回路故障查找时，应先进行确认，方能事半功倍[3]。
3.3、集中式保护测控系统平台
集中式保护测控系统平台是以变电站为对象保护控制架构的软硬件平台。设备由集中式保护测控装置、综合智能装置、时钟及交换机组成，按照站控层、间隔层和过程层分布，由站控层和过程层网络连接。间隔层配置集中式保护测控装置，过程层配置综合智能装置。每台断路器配置综合智能终端，采集一次设备的模拟及状态量信息，控制断路器等开关的分合。线路间隔断路器通过纵联通道采集线路对侧断路器模拟及状态量信息。综合智能终端接入同一网络交换采集及控制信息。保护控制应用程序通过对区域内综合智能终端的信息监测与控制实现一次设备的故障后的隔离以及断路器失灵后的扩大范围隔离，实现安全稳定控制，支持广域控制。保护控制应用程序可以部署于接入同一网络的集中式保护测控装置，也可以部署于综合智能终端。考虑与现有系统的兼容及过渡，保护控制应用可以是面向设备的分布式保护与控制，也可以是面向变电站、面向电网的集中式保护与控制。因此不论是综合智能终端还是集中式保护测控装置都是保护控制应用的平台，支持其灵活部署[4]。
3.4、智慧高级应用
1)一键顺控。一键顺控集成于变电站监控系统，具备操作票库、生成任务、模拟预演、指令执行、权限管理、防误闭锁、操作记录、人机界面等功能，并能与智能防误主机、辅助设备监视系统交互。其具备操作流程标准化、安全性好等技术优势。随着变电专业管理集约化及精益化程度的不断深入以及一次设备位置双确认技术研究的成熟，一键顺控功能具备远方实施的条件，本次狮子山智慧变电站建设将试点远方一键顺控功能，该功能的试点将对后续转变运检模式、减轻现场运维工作量产生积极影响。2)一、二次设备对应状态监视。一、二次设备的对应监视是变电站运维的重要一环，因此建立一、二次对应关系逻辑库，来实时预警状态不对应，能够辅助运维人员快速定位设备异常。通过一、二次设备对应状态监视，可实现间隔一、二次设备状态不对应告警简报推送，异常压板识别闪烁告警，对应关系导出等功能。具有实时监视，可视化展示设备状态以及多重告警，便于异常快速定位等优势[5]。
结束语
智能变电站作为时代发展的重要产物，科学技术多元化，装置数量众多。高压测控装置是保证智能变电站正常运行的重要装备。高压测控装置运行期间，受到各方面因素影响出现一些异常，尤其是数据冗余方面。必须从各方面对装置运行功能优化，由此提高装置运行效率，达到保障智能变电站安全运行的目的。
参考文献：
[1]孙潇琳.66kV智能变电站变压器保护状态监测评估及动态重构技术研究[D].沈阳工程学院,2016.
[2]蒋明洁.110kV桥口变电站智能化改造关键技术研究[D].南华大学,2014.
[3]徐东茂.高压变电站新型测控装置的功能及应用[J].民营科技,2013,(06):67.
[4]晋海斌.220kV智能变电站设计方案优化研究[D].华北电力大学,2013.
[5]许汲伟.变电站数字化技术改造问题研究[D].华南理工大学,2013.