变电站二次系统检修技术研究

摘

要：简要介绍了变电站二次系统结构及功能，结合变电站二次系统检修的主要内容，根据变电站二次系统常见故障，构建了二次系统大数据检修管理平台，实现了变电站二次系统的预防性检修。关键词：变电站；二次系统；预防性检修0

引言随着我国电力系统向智能化方向发展，社会各界对电网运行安全性和可靠性的关注度逐步提升。变电站二次系统属于智能电网控制和监视的核心系统，其稳定性和安全性直接决定了电网运行质量的高低。智能变电站与传统变电站的运行模式和架构设计均有所不同，这就决定了它们的检修方式和实现技术也存在差异。本文通过多年来运用大数据技术对变电站二次系统检修数据的分析与研究，总结出了一套基于变电站二次系统检修大数据管理平台的预防性精准检修技术与方法。1

变电站二次系统架构及功能简介变电站二次系统的逻辑架构自上而下分为：工作站层、间隔层和过程层。其总体架构如图1所示。最顶层的工作站层通过连接各级高速网络，实现了变电站所有实时数据的汇总。在此层上可以通过对事件日志和告警通知的抓取，运用大数据技术对变电站二次系统的所有数据进行分析，找到最易发生故障的部分，并进行预防性的精准检修。该层为变电站操作、控制提供对话界面，能实现数据的收集、监测和指令的下达，还能与调度中心实现实时的数据互换。尤其是能远程对过程层和间隔层的设备进行参数的重新配置。智能变电站的工作站层现已能实现常见故障的原因分析，且事件日志也有利于告警和故障源头的追溯。间隔层可以将本层的生产实时数据进行汇总，实现对一次设备线路传输、母线和断路器问题的实时保护、控制、闭锁和同期等功能，也是连接工作站控制层和过程层的要道，有助于实现两层之间的快速通信。过程层由智能开关、电子式互感器和合并单元等构成，是一、二次设备的结合层。其主要功能是对变电站运行时的电气量和设备状态进行实时监测，还包括对智能开关的部件控制操作和设备驱动。2

变电站二次系统检修的主要内容变电站二次系统的检修主要针对过程层和间隔层的设备，涉及工作站层的检修内容较少。二次系统设备检修一般来说比一次系统更为抽象，检修的主要内容为网络、通信问题和直流与交流电机的控制问题。具体来说，工作站层的检修主要针对工作站的操作系统，包括CPU、内存和网络带宽的占用率等，在定期检修时主要升级工作站的系统补丁和防病毒软件，杜绝信息安全事故的发生。另外，还需要对变电站二次系统实时数据库的响应性和监控管理软件的响应性进行检查，同时对数据库的操作日志等进行备份，将预防性检修理念深入到工作人员内心，尽力避免非停事故的发生。间隔层的设备检修相对来说比较烦琐，主要体现在GOOSE联闭锁信号能力测试、GOOSE控制保护能力测试、控制功能的正确性和响应性测试、设备模型读取验证测试、内存性能保护测试、对时钟同步服务进行校正等。变电站二次系统过程层的检修包含合并单元采样同步和正确性的维护，主要包括校对时钟系统的时差，以及对各网络接口、线路的测试。智能开关的检修主要是开关对于指令的完成情况和开关监测状态进行测试，也包括对网络通信设备和接口的检测。另外，过程层一般配有工业交换机，需要对交换机的延时等进行常规检测和维修，避免工业交换机故障而导致变电站二次系统出现故障。3

变电站二次系统常见故障其及检修方法根据变电站二次系统的日志大数据分析，笔者统计出了二次系统中最常见的4种故障，并有针对性地提出了检修方法。3.1

面向通用对象的变电站事件通信中断故障变电站二次系统的送电过程需要操作开关和刀闸，如果操作后二次系统中的其他设备未出现相应变化，且系统后台出现面向通用对象的变电站事件通信故障的报错提示，则可判断该故障为面向通用对象的变电站事件通信中断。该故障可能是由电源插件引起，也可能是通信连接的硬件设备或者网络端口故障所引发。而预防性检修能最大程度地避免类似问题的发生，例如针对故障频率高的电源插件松动等情况进行预防性检修或者改为固定的接线方式，避免类似故障的发生。3.2

母差保护装置故障系统正常运行时，有警告信息提示出现母差保护装置失电的情况，即使是短时间内的告警，也需要对保护装置的电源情况进行测试，避免接触不良等因素导致母差保护装置出现间歇性失电现象。预防性检修措施是指根据母差保护装置的平均使用寿命，在母差保护装置有可能发生严重故障前对母差保护装置进行计划性更换，降低故障发生的频率。3.3

智能终端设备故障智能终端在智能化的变电站二次系统中应用广泛，若终端出现操作无响应、网络卡死等状况，或者终端内出现装置闭锁信息等，可统一称为终端设备故障。虽然也有一部分可能是其他原因引起的，但是在检修时应先从智能终端设备入手，检查终端系统是否正常、网络通信行为是否正常等。为了避免终端系统故障，需定期对系统进行预防性维护和检修，提前发现安全隐患。3.4

电子式互感器故障电子式互感器故障大多是由其采集器导致，采集器实质上就是一块电路板，有时候会因电磁干扰而导致信息失真，这就需要在检修时查找电磁干扰的来源，避免故障的发生。

4

变电站二次系统大数据检修平台的架构根据变电站二次系统常见故障，本文构建了二次系统大数据检修管理平台，其整体架构如图2所示。该平台与底层硬件设备的通信接口进行通信，监测各硬件设备的运行状态，对设备的故障日志进行收集并按类别进行统计。统计完成后，将故障数据存入大数据库中，并与大数据库中的存量数据进行对比分析和诊断，在此基础上制定预防性的变电站二次系统检修计划，让以前的故障检修、停机检修等不确定的检修行为转变为确定性更高的计划