电力系统二次设备在线监测

摘要：状态检修通过充分利用保护及其他二次设备本身所具有的装置硬件监测以及部分二次回路在线监测功能，对设备的状态作出评价，国内外一些电力企业应用电力设备状态检修的实践都能证明，这种设备检修管理策略具有明显的社会效益和经济效益。

关键词：电力系统；二次设备；在线监测

1实施方案带来的影响，需关注点

变电站内增加二次设备在线监测系统，可能使原有的网络结构复杂化，保护测控装置功能多样化，两者都对二次设备的硬件处理能力及软件的冗余能力提出了更高的要求，需要关注增加该功能后保护测控装置的稳定性及可靠性。

拓宽了监控系统的监控范围，为日常运行维护工作提供了数据支撑，可大大提高运行维护的效率。 2本站实施方案 2.1 配置及组网方案阐述

本站采用二次设备在线监测方案。监测系统由两部分架构组成，第一部分为间隔层的二次设备，第二部分为站控层的智能IED设备，该网络结构简洁无交叉，满足网络稳定性的要求。该网络结构建立在两个基础要求之上：一、间隔层的二次设备必须自身上传状态信息；二、站控层设备需提供具备统计、分析设备自检状态数据，推送告警信息及决策功能的人机界面和处理单元。

根据变电站的二次设备在线功能需求，并充分尊重、利用变电站原有的网络结构及网络资源，采用如下的网络结构设计（图中箭头方向为在线监测数据流方向）

图6.1-1 二次在线监测系统结构

方案中，间隔层二次设备扩大了其概念范围，涵盖了保护、测控装置，智能终端和合并单元。保护、测控装置其本身处于MMS网络，因此其自身的状态信息由其本身的MMS通信接口直接上送到MMS网络，这样可最大化利用原有的网络接口资源，而不需额外增加端口。 智能终端和合并单元设备状态信息上送方式上采用了迥异于保护测控等传统间隔层设备处理方式。智能终端合并单元原本作为过程层设备，功能上不具备接入MMS网络的能力，因此需要采用测控来采集上送状态信息。由于间隔测控承担各间隔的遥信，遥测，遥控功能，负荷已经较大，从可靠性及功能独立的角度考虑，通过公用的测控装置来接受合并单元智能终端的状态信息，并上送MMS网络。

站控层二次设备在线监测系统的IED处理单元由综合应用服务器实现。从网络结构图中可以看出综合服务器定位于站控层的II区。变电站I区为变电站监控系统的传统功能区，满足了变电站最基本，也是最重要的遥信、遥测、遥控、遥脉功能，二次设备在线监测属于变电站监控高级运用范畴，在功能的重要性等级上要弱于四遥的需求，因此二次设备在线监测

系统IED划归到站控层II区，维护了I区了独立性，并且使站控层功能模块更加清晰，并互相独立。

I/II区网络之间通过防火墙进行数据交互，防火墙可有效的控制无效数据的穿越，减轻网络的负担，确保信息传输的完整性及实时性。 2.2 二次设备在线监测功能阐述 （1）二次设备状态信息涵盖的内容 a） 装置温度（机箱内温度）； b） 电源电平输出；

c） 过程层光纤接口的发送和接收光强，温度； d） 过程层网络通信统计信息； e） 纵联通道通信统计信息 （2）二次设备在线监测信息输出 a） 在icd文件中创建MONT逻辑设备： 电源电平：采用逻辑节点TPLO

内部温度：采用逻辑节点TTMP或者STMP 过程层光强：采用逻辑节点LCCH

过程层网络及纵联通道的通信统计信息：采用逻辑节点LCCH 差电流幅值：采用逻辑节点PDIF a） 通过数据集方式展示在线监测信息

b） 定义状态数据记录文件，采用COMTRADE格式 （3）二次设备在线监测数据获取 a） 遥信量 + 遥测量 + 状态信息文件

b） 遥信量、遥测量通过MMS报告主动及周期上送的方式 c） 状态信息文件通过MMS文件方式 （4）二次设备在线监测IED的功能特点 a） 友好的人机界面；

实时接收、分析二次设备装置的在线监测数据； a） 强大的数据处理能力；

b） 具备功能模块扩展功能，支持功能扩展。 2.3 二次设备在线监测高级功能应用

（1）可以对二次设备状态数据实时监测，并设置限值进行越限报警。报警信息进行入库处理、支持历史查询，可对历史库中的趋势进行图形展示，并根据数据变化，进行预告警处理。

6.3-3 链路状态画面

（3）系统引入分值量化系统，定期对于二次设备运行状态进行打分。对于长期分值不过关的二次设备进行告警处理，提醒维护部门及时进行检修更换工作。

（4）可预先编制典型消缺处理预案，当出现典型缺陷时，可自动进行预案中相关工作内容。

（5）收集并存储大量状态数据，智能统计并预判二次设备使用年限，给变电站检修及改造工作提供数据支撑，提高检修及改造的计划性。 3 优缺点及效益分析 3.1 方案先进性

本方案利用原有智能站设备，在不增加投资的情况下，完成了二次设备在线监测功能。设备状态数据依靠原有的智能二次设备上传自身的状态信息，不需配置额外的传感器变送器。二次监测系统的智能IED，利用变电站站控层的综合服务器，不仅节省了设备，而且综合服务器本身具备辅助控制能高级应用，有助于变电站内跨平台的高级应用的实现。

本方案利用原有的智能变电站网络结构，不会改变其网络结构，二次设备在线监测的数据流借助固有网络传输给IED设备。因此二次设备在线监测功能的增加，可以视作在原有的变电站监控功能的基础上叠加了一个功能。

二次设备状态数据的传输利用智能设备原有的ICD文件，在ICD文件中创建MONT逻辑设备。保证了站内配置文件的唯一性及统一性。 3.2 效益分析

二次设备在线监测系统，根据智能变电站的特点，结合传统变电站二次设备装置的评价标准，对二次智能设备的状态评价以量化的方式进行。根据评价内容的重要性分配分值，实行打分制。根据智能变电站保护装置的状态评价得分，各部件的评价结果按量化分值的大小分为五个运行状态，直接反应装置运行状态，可根据分值状态区间确定检修方案。提高了检修的计划性。

二次设备在线监测系统，丰富了变电站的运行维护内容，对于日常运维工作提出了更高的要求。二次设备在线监测系统实时反映二次设备运行状态的特性，提供了大量的二次设备运行状态的基础数据，实现二次设备的综合状态信息展示和告警。可以使二次设备的检修工作方向明确，为提高生产率，减少设备停运、节约人力成本，减少或取消对二次系统的定期巡视、检验提供技术支撑，最终减轻运维人员的工作总量。

二次设备在线监测系统，通过大量的数据及实时的监测，能够及时发现设备运行中存在的隐患，未雨绸缪，减少事故的发生，有利支撑坚强电网的目标，提高供电的可靠性及供电质量，具有很强的经济效益和社会效益。 结论和建议

目前智能化变电站的发展已经为二次设备在线监测提供了技术基础，同时二次设备在线监测系统丰富了智能化变电站的内容，必将成为智能化变电站的一部分。

二次设备在线监测在空间和时间上拓宽了变电站监控的范围。通过对实时状态数据的监控可以预判设备的状态，把变电站监测的时间维度由过去式变成了现在时，乃至去预见将来时。

变电站监测的内容也有原来的一次扩展到了二次，填补了监控的最后一块盲区，真正做到了监控的全覆盖。

本变电站的二次设备在线监测方案，不增加设备，不改变原有的网络结构，具有很强的实用性和操作性。 参考文献：

[1]孟勇亮；孙世明；戴则梅；赵家庆；盛振明；徐春雷；霍雪松；电网设备远方操作全过程安全防误方法研究及应用[J]；电气应用；2015年S2期

[2]卜少明；二次设备在线监测系统的设计与实现[D]；华北电力大学；2018年