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摘要：变电站的二次设备是对一次设备进行测量、控制、保护、计量、状态监测、调节的辅助设备。变电站的二次设备状态监测是实时监测继电保护等二次设备运行状况的重要手段, 是变电站安全稳定可靠运行的重要保障, 文章介绍了智能变电站二次设备的运用,提出了二次设备状态监测的必要性,探讨了电气二次设备的状态监测主要内容及监测方法。
1、概述
电气设备根据功能不同可分为一次设备和二次设备。电气二次设备主要包括继电保护、测控、安全自动装置、故障录波、远动等实现电气量采集、分析、处理、控制的设备。二次系统及相关回路构成了电网运行的二次系统,其正常可靠运行是保障电网稳定和电力设备安全的关键。
传统的二次系统设备状态监测主要针对二次回路的连接异常情况，在微机设备没有广泛应用之前,二次设备状态监测主要集中在继电器接点连接,电缆线的通断,设备绝缘监测及电源系统异常,随着微机监控保护和通信技术的发展,数字化及智能芯片的运用,给二次设备的监测内容和范围都带来了很大的革新.现在的智能变电站的二次回路用光纤代替传统变电站的电缆,使用光纤技术可以通过在线的通信数据交互,有数据共享方便、简单、具有智能化的特点,它能够实现信息的数字化、网络通信平台化和信息共享等.在此基础上,发展二次设备的状态监测技术具有十分重要的意义.运用智能二次设备能够大大减少监测对象,避免监测过程中出现接连不断的烦琐问题,使得监测工作简单明了、一目了然,另外,在监测过程中,工作人员能及时发现问题、解决问题.大大提高了工作效率.保证变电站设备安全运行,健康发展。
2、智能变电站二次设备的应用
智能变电站中,通信网络取代了传统的二次回路,数字信号取代了传统的物理电气信号,二次设备的状态监测不同于一次设备,一次设备状态监测一般都需要安装另外的监测设备,对主设备进行监测,二次设备由于一般都具有在线自检功能及通讯功能,再加上考虑二次回路的负载及安全性等因素,一般不另外附加监测设备,利用装置本身自检及装置之间的互相监测来实现在线监测。
二次设备主要用来辅助一次设备的运行,主要包括信号控制装置、绝缘监察装置、直流电源和继电保护装置。电气设备的运行状态主要受到信号装置的监控,通过声光发出相关指示.引起工作人员的注意,提示工作人员事故发生的位置，便于检测和维护。绝缘监察装置主要用来综合监测变电站的状态的,在某些绝缘电阻发生下降的时候及时发出警报,让工作人员能及时了解绝缘信息。而继电保护装置能够在变电站电气设备发生故障时,提供保护,在电力系统出现问题时,及时发出保护动作的信号,这样,线路或者设备就能得到有效的被保护,防止被烧坏、保护电气设备
3、二次设备状态监测的必要性
近年来随着我国经济的好转,电网规模的快速发展,变电站数量越来越多,继电保护、自动化二次设备的校验工作和维修量急剧增加,而供电公司二次工作人员由于编制所限增加很少,同时继电保护、自动化又是一项技术性专业性很强的工作,二次专业工作人员明显不足,如何减少使继电保护二次设备的少检修免维护,从而降低二次设备检验工作量和维修成本,这就需要在变电站配置技术先进的设备的状态监测装置。
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虽然二次设备的主要作用是辅助一次设备的运行,但对于智能变电站电力设备的运行同样有着很重要的影响,进行二次设备状态的监测,能够及时的监测一次设备的运行状态,发生故障时及时的进行调节和控制,大幅度减少故障的发生率,工作人员能够随时根据二次设备发出的监测信息,对故障发出的相关信号,提醒对故障进行排除和处理, 工作人员能够根据信号提示准确的判断故障发生方位和原因,进行有效的维护,二次设备状态监测有助于对设备的运行情况、缺陷故障情况、历次检修试验记录等管理和信息共享,为设备运行提供可靠的信息,有助于合理地制定设备检修计划和运行方式,提高二次设备的利用率,为电网的安全提供坚实可靠的基础。
4、电气二次设备的状态监测主要内容
智能变电站的二次设备状态监测是一个较宽的概念,涵盖的内容较宽泛,电气二次设备的状态监测对象主要有：交流测量系统，包括TA、TV二次回路绝缘良好、回路完整；测量元件的完好；直流操作、信号系统，包括直流电源、操作及信号回路绝缘良好、回路完整；逻辑判断系统，包括硬件逻辑判断回路和软件功能；通信系统回路；屏蔽接地系统；二次设备装置的自检系统等等。二次设备的状态监测包含了保护设备的自身的自检，以及基于直流回路的检测，保证了二次系统监测的完整性。与一次设备不同的是二次设备的状态监测对象不是单一元件，而是一个单元或一个系统，监测的是各元件的动态性能，有些元件的性能仍然需要离线监测，如TA的特性曲线等。电气二次设备的离线监测数据也是状态监测与珍断的依据。目前智能变电站继电保护装置需要监测的主要对象包括:装置的电流、电压等SV通道的状态，装置的遥信、遥控等GOOSE通道的状态，装置直流逆变电源状态，装置本身自检等，智能变电站采用的数字化保护测控装置使二次设备的状态监测内容更为全面、可靠，与常规变电站相比,智能变电站的二次设备的状态监测有着更加明显的优势。
5、电气二次设备的状态监测方法
与电气一次设备相比，电气二次设备的状态监测不过份依靠传感器，电气二次设备的状态监测无论是在技术上还是经济方面都比较容易做到，常规保护状态监测相对比较难实现，在不增加新的投入的情况下充分利用现有的测量手段，如TA、TV的断线监测，直流回路绝缘监测，二次保险熔断报警等。
随着微机保护和微机自动装置自诊断技术的发展、变电站故障诊断系统的完善，为电气二次设备的状态监测奠定了技术基础。保护装置内个模块具有自诊断功能，对装置的电源、CPU、I/O接口、A/D转换和存储器等插件进行巡查诊断。可以采用比较法、编码法、校验法、监视定时器法、特征字法等故障测试的方法。对保护装置可通过加载诊断程序，自动地测试每一台设备和部件。
6、结论
变电站的二次设备状态监测是实时监测继电保护等二次设备运行状况的重要手段,是变电站安全、稳定、可靠运行的重要保障,随着电网规模的发展,输电线路日趋复杂,继电保护装置也随着增多,需要检测的数据量、节点数量、通信通道量等大大增加,检修人员的工作量不断加大.随着智能变电站技术的发展,特别是二次设备状态监测技术和集中式保护装置的应用,能有效的解决了这一问题
现在智能化是变电站发展的大势所趋,变电站工作的效率和质量都得到了大幅度提升,不仅要重视一次设备的状态监测,对二次设备同样需要全面的状态监测,才能保证智能变电站的安全和效率。随着智能变电站技术的推广建设,二次系统引入了合并单元、智能终端、过程层交换机等智能组件, 二次设备种类及数量繁多,一些传统的检修手段已不在适用,如何有效地管理监测二次设备智能组件及相关回路状态,并及时作出智能诊断是电力系统安全运行维护所必须面对的问题。
参考文献
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[2]薛震. 智能变电站二次设备在线监测与故障诊断研究[D].山东大学,2015.
[3]张晓华,刘跃新,刘永欣,孙嘉,邱俊宏. 智能变电站二次设备的状态监测技术研究[J]. 电气技术,2011,(04):41-44.
论文作者:徐夕元
论文发表刊物:《电力设备管理》2017年第8期
论文发表时间:2017/8/18
标签：设备论文; 变电站论文; 状态论文; 回路论文; 智能论文; 装置论文; 电气论文; 《电力设备管理》2017年第8期论文;