引言

隨著智能電網(wǎng)建設的飛速發(fā)展,對于故障診斷和恢復具有重要參考作用的故障錄波器也展現(xiàn)出許多的新特征,因此研究適用于智能變電站的故障錄波裝置具有重要的實踐價值。智能錄波器是一種可同時應用于智能變電站和常規(guī)變電站,集成了故障錄波、網(wǎng)絡記錄分析、二次系統(tǒng)可視化、智能運維、遠方傳動功能的設備,由管理單元與采集單元組成。管理單元由錄波文件分析、網(wǎng)絡報文分析及結(jié)果展示、二次系統(tǒng)可視化、智能運維、遠方不停電傳動5個功能模塊組成,其中二次系統(tǒng)可視化功能模塊包含二次設備狀態(tài)在線監(jiān)視、二次虛回路在線監(jiān)視、二次過程層光纖回路在線監(jiān)視、二次回路故障診斷定位等功能:智能運維功能模塊包含變電站配置文件管控、二次檢修輔助安措、定值管理、故障信息管理和綜合分析等功能。

1二次回路可視化

二次回路可視化包括虛回路可視化、實回路可視化和虛實回路可視化。

虛回路可視化通過間隔層和裝置層的虛回路圖分層展示裝置、檢修壓板、虛端子、虛回路、與虛端子關(guān)聯(lián)的軟壓板等信息。檢修壓板和軟壓板狀態(tài)可實時顯示,虛回路鏈路狀態(tài)可通過虛回路連接線的顏色實時顯示。

實回路可視化通過變電站層、間隔層和裝置層的網(wǎng)絡端口連接圖分層展示裝置、交換機、端口、網(wǎng)絡連接線等信息。實回路鏈路狀態(tài)可通過網(wǎng)絡連接線的顏色實時顯示。

實回路可視化與虛回路可視化可建立關(guān)聯(lián),通過實回路光纖連接線,進一步進行光纖傳輸?shù)奶摱俗拥奶摶芈房梢暬?實現(xiàn)可視化分層展示。

虛實回路可視化通過間隔層和裝置層的虛實回路圖分層展示裝置、檢修壓板、虛端子、虛回路、實回路及交換機、與虛端子關(guān)聯(lián)的軟壓板等信息。檢修壓板和軟壓板狀態(tài)可實時顯示,虛回路鏈路狀態(tài)可通過虛回路連接線的顏色實時顯示。

2保護校核

保護校核有兩種校核方式,一種是主動校核,另一種是自動校核。主動校核是在系統(tǒng)操作界面或主站召喚定值區(qū)號、定值、版本或CRC時,主動校核保護上送的定值區(qū)、定值、版本或CRC與歷史庫中保存的相應值是否一致,如果不一致則發(fā)送相應的改變告警信息。自動校核是按照所配置的校核策略自動召喚保護的定值區(qū)、定值、版本或CRC,校核召喚上來的定值區(qū)、定值、版本或CRC與歷史庫中保存的相應值是否一致,如果不一致則發(fā)送相應的改變告警信息。

保護校核當前定值區(qū)號的基準值為上次召喚當前定值區(qū),定值的基準值有上次召喚定值或定值單供選擇,版本的基準值有上次召喚版本或配置的標準版本供選擇,CRC的基準值有上次召喚CRC或從模型中獲取的標準CRC供選擇。

3二次設備智能診斷

系統(tǒng)實現(xiàn)如下智能診斷功能,并生成智能診斷報告。

3.1同源數(shù)據(jù)比較

(1)模擬量不一致告警:

(2)開關(guān)量不一致告警:

(3)開關(guān)量相同告警:

(4)開關(guān)量和模擬量不一致告警。

3.2保護數(shù)據(jù)約束

設計保護數(shù)據(jù)約束關(guān)系表,判斷保護內(nèi)存在約束關(guān)系的數(shù)據(jù)是否符合設定的范圍,超過閾值則進行告警。

(1)三相數(shù)據(jù)不平衡告警:

(2)多源數(shù)據(jù)運算不平衡告警。

3.3頻繁告警

告警策略可修改,將告警按嚴重告警、重要告警、一般告警分類,頻繁告警的時間段和次數(shù)按不同分類設置。

裝置滿足頻繁告警條件,給主站發(fā)送頻繁告警信息。3.4模擬量越限預警

裝置滿足模擬量越限條件,給主站發(fā)送模擬量越限預警信息。

3.5定值區(qū)改變告警

收到保護校核的定值區(qū)改變信息,給主站轉(zhuǎn)發(fā)裝置定值區(qū)改變告警,并將具體定值區(qū)改變前后定值區(qū)保存到智能診斷報告中。

3.6定值改變告警

收到保護校核的定值改變信息,給主站轉(zhuǎn)發(fā)裝置定值改變告警,并將具體定值改變前后定值保存到智能診斷報告中。

3.7保護版本改變告警

收到保護校核的保護版本改變信息,給主站轉(zhuǎn)發(fā)裝置保護版本改變告警,并將保護版本改變前后版本保存到智能診斷報告中。

3.8CRC改變告警

收到保護校核的CRC改變信息,給運維主站轉(zhuǎn)發(fā)裝置CRC改變告警,并將裝置配置CRC改變前后值保存到智能診斷報告中。

4遠方不停電技術(shù)的實現(xiàn)

遠方不停電技術(shù)是基于智能錄波器實現(xiàn)的,原理如圖1所示。智能錄波器通過DL/T860MMS與站控層保護裝置和測控裝置通信,可以獲取到保護裝置和測控裝置的所有信息,其中包括與遠方傳動相關(guān)的位置信息、狀態(tài)信息以及做判斷所需的電壓/電流采樣、開入、壓板、定值等信息。智能錄波器可以把相關(guān)信息直接傳送給主站,同時把自身診斷分析的結(jié)果以報告方式傳給主站。智能錄波器本地可以發(fā)起不停電傳動,也在信息傳輸上支持主站發(fā)起的不停電傳動。

主站通過主子站IEC61850規(guī)約接入智能錄波器。當從主站端發(fā)起遠方不停電傳動時,主站通過從智能錄波器獲取的預判報告(包含保護重合閘充電狀態(tài)、開關(guān)位置、運行區(qū)定值、告警狀態(tài)等)確認保護裝置具備安全出口條件后,針對保護裝置下發(fā)遠方不停電傳動控制令:傳動結(jié)束,接收到智能錄波器發(fā)來的報告生成信號后,從智能錄波器調(diào)取傳動報告。

4.1本地發(fā)起的遠方不停電傳動報告上傳

文件傳輸方式:智能錄波器或子站自身模型增加"遠方不停電傳動完成"信號,主站收到該信號后,可以主動通過文件服務召喚報告,"遠方不停電傳動完成"信號時間和報告的時間一致。主站也可以通過召喚文件列表再召喚文件的方式,手動調(diào)用站端的報告。

智能錄波器管理單元模型增加"遠方不停電傳動完成"信號模型如表1所示。

當智能錄波器本地發(fā)起遠方不停電傳動時,信息判斷和報告生成都在變電站端,智能錄波器需把生成的遠方不停電定檢報告發(fā)給主站。如表2所示,遠方不停電定檢報告功能碼為09。

主站按照時間段查詢傳動報告文件列表,查詢命令格式為:起始時間結(jié)束時間/ST一T/A09A,如2021030108101220210302081012/SSTS/A09A。

4.2對主站端發(fā)起遠方不停電傳動的通信支持

當主站發(fā)起遠方不停電傳動時,主站需要智能錄波器或控制型子站支持的通信信息如下。

4.2.1預判所需信息的獲取

主站端需要掌握保護和回路的狀態(tài),以支撐對保護是否具備不停電傳動條件的判斷。判斷所需的信息包括:保護裝置的電壓/電流采樣、開入、壓板、定值、告警等信息。主站通過從智能錄波器調(diào)取傳動預判信息文件來獲得這些信息,智能錄波器收到主站發(fā)來的調(diào)取傳動預判信息文件命令時,生成文件,傳送給主站。

傳動預判信息文件名格式定義為"SESSCoNDISIoN裝置名.xm1",其中裝置名為保護的IEDNTME,內(nèi)容格式定義如表3所示。

<SESS>為xm1文件的根節(jié)點,一級節(jié)點為<IED>節(jié)點(IED信息段),<IED>節(jié)點包含<StatuS>節(jié)點(傳動狀態(tài)預判信息段)。

4.2.2控制命令的下發(fā)及相關(guān)響應信息的獲取

當主站判斷智能錄波器上送的傳動預判信息文件的各種信息均正常,具備進行不停電操作條件后,主站將發(fā)起傳動命令的下發(fā)。傳動命令以遙控命令下發(fā),智能錄波器本身支持遙控操作,并且保護裝置的模型中也有相應的控點,因此本步驟無須單獨做開發(fā)工作。

主站下發(fā)了傳動命令后,智能錄波器將命令傳遞給保護裝置,保護裝置對智能終端發(fā)出跳閘命令,并短時發(fā)出重合命令,保護的跳合閘命令和智能終端的跳合閘返校信息均為GooSE。遠方不停電傳動過程中,保護還會上送有關(guān)的MMS信號,有些GooSE信號也會經(jīng)測控訂閱后MMS轉(zhuǎn)發(fā)。

4.2.3傳動文件的獲取

主站執(zhí)行傳動命令成功后,由智能錄波器生成完整的遠方不停電傳動報告,并給主站發(fā)送"遠方不停電傳動完成"信號。主站根據(jù)"遠方不停電傳動完成"信號直接召喚本次遠方傳動的遠方不停電傳動報告文件,根據(jù)報告內(nèi)容展示傳動結(jié)果。

盡管智能錄波器采集單元能采集過程層信息,但是具體的GooSE信息目前無法上送主站,而且對于無采集單元的控制型子站也采集不到過程層信息,因此在無GooSE信號的前提下,需要基于站控層的MMS信號來診斷執(zhí)行的遠方不停電傳動結(jié)果并生成相應報告。

5結(jié)語

智能錄波器是智能變電站采集單元的錄波及網(wǎng)絡報文分析管理和繼電保護的運行維護管理系統(tǒng),主要實現(xiàn)對采集單元的錄波及網(wǎng)絡報文進行管理分析,對繼電保護的在線監(jiān)視、智能巡檢、智能診斷評估及故障信息進行收集及分析處理,對二次回路進行在線監(jiān)視及故障定位,以直觀的可視化方式將這些信息展現(xiàn)給變電站運行維護人員,并將相關(guān)信息上送主站系統(tǒng),供檢修和繼電保護專業(yè)人員查詢分析使用。同時,可以基于這些信息對保護裝置進行遠方不停電傳動,減少運行維護人員和繼電保護專業(yè)人員的工作成本,提高設備的精細化管理水平。智能錄波器的應用,有力地支撐了變電站運維體系,極大地替代了人工巡檢、運維工作,有效減少了故障處理時間,大大提高了變電站的運行穩(wěn)定性。