继电保护装置在线监测技术研究
狄军峰温东旭张义
(1.上海许继电气有限公司上海200122:2.许继集团河南许昌461000)
次设备的状态监测本文首先研究了二次设备的监测所涉及的内容，并针对具体参数和状态分新了其对设备运行状况和寿命的影响.在确定监测内容 摘要：随着电网规模、电网运行技术的快速发晨，未来电网安全运行基础将更多的取决于二次指控系统的安全性和稳定性.为实现智能变电站二后探索了每一项监测内容的最优监测方法，并设计了二次设备状态监测信息的实现方案.
关键词：二次设备状态监测硬件电源
中图分类号：TM7 文藏标识码A
文章编号：1007-9416(2015)05-0061-03
1绪论
用，积累了运行经验 测与智能诊断技术规范》，并在浙江省电力公司进行了实际工程应
随着国民经济及电网规模的快速发展，电网安全运行对变电站二次保护/控制系统的安全性和稳定性要求越来越高，依据《二次设备及电网安全自动装置检验条例3的要求，二次设备、安全自动装置 及二次回路接线需要定期检验，以确保装置元件完好，功能正常，确保回路接线及定值正确.若二次智能设备在两次校验之间出现故这期间电力系统发生故障，保护将不能正确动作，这一不足越来越 障，只有等二次智能设备功能失效或等下一次校验才能发现.如果制约二次设备稳定性、可靠性的提高.
2智能变电站二次设备状态监测信息分析
智能变电站二次设备在线监视和诊断，通过SCD文件实现智能变电站保护设备的管理，经站控层网和过程层网获取合并单元、智 能终端、保护装置、安全自动装置及交换机的信息，实现对于智能变电站保护设备的运行监视、智能诊断和电网故障分析.
数据传输更加实时，高效，变电站二次系统网络通信信息采集基本 在智能变电站，二次设备之间的数据交换基于网络通讯技术，完成了网络通信数据采集、数据实时分析、变电站网络通信预警、信环境.二次设备在线监测方案，宜在变电站二次通讯网络的基础上， 息上送和综合管理等功能，为二次设备状态监测提供了良好的技术完善二次系统的评估功能，增加对状态检修对象和范围选择及其监测信息的采集功能
重视，并在发电厂、一次设备的状态评估方面得到了具体应用.随着 20世纪90年代以来，状态检修技术已经逐步在电力系统中得到电网规模、电网运行技术的快速发展，未来电网安全运行基础将更多的取决于二次指控系统的安全性和稳定性.因此，在一次设备状 态检修技术推进的基础上研究二次控制系统的状态检修技术将具有十分重要的现实意义.
在智能变电站，IEC61850标准为我们提供了智能变电站的通信框架，由于采用电子式互感器ECT.EVT，一次的模拟信号转换为61850标准的以光纤为媒介的数字信号，二次设备之间信息交换也 数字信号，传送到二次智能设备的是经过合并器加工的符合IEC状态监测则变得较为容易实现，原因如下： 是基于光纤以太网传输的GOOSE信息，基于此标准实现二次设备
微机保护、测控等安全自动装置的自检信息，建立一整套确定二次 二次设备状态检修就是利用智能变电站二次智能设备（IED）如设备实际状况的监控系统，来监测保护设备的运行状况，并以诊断异常进行提前预警，从而达到提高系统运行的安全性和稳定性的目 二次设备的动作行为来确定设备是否需要检修，达到对二次设备的的，近年来，业内不少专家提出并呼叶实现二次设备的状态检修，并做了大量研究工作，二次设备在线监测技术是实现二次设备状态检 修的前提.随着智能变电站技术的发展和二次设备状态检修技术的不浙探索尝试，国网公司已经起草了《智能变电站保护设备在线值
（1）电子式互感器的应用，进人二次智能设备的是光数字信号，二次电流、电压输人、AD采样不复存在，对数字采样部分实现状态有接收中断、丢数据帧、接收数据CRC不正确等现象，立即告警 监测更加容易.装置本身可以对接收的SV采样值报文进行监视，如SV采样异常即可.
的方式实现智能化，本身具备在线监测功能，二次设备状态监测不 (2）智能开关的使用，使二次控制系统的操作回路通过软件编程存在常规站操作回路无法在线监测的颈问题.
状态监测的困难. (3）保护的投退用软压板控制，不存在常规变电站连接片（压板）
（4)大量光纤取代钢缆，也不再需要回路绝缘状况监测（直流回
（5）强大的以太网通信技术的应用，使智能变电站二次设备的状态检修网络灵活、强壮、可靠性高.
3二次设备具备通用的硬件平台研究
电源，CPU插件、通讯插件等，二次设备的主要对外接口为光以太网 智能变电站二次设备具备通用的硬件平台，其主要硬件构成有
图2线监视和诊断装置的逻辑结构
图3电源温度监测示意图
接口.以数字化保护装置为例，装置的硬件组成模块及外部数据接 口如图1所示：
起一整套二次设备状态检修系统，使运行人员在监测中心就能够实 时查询监控二次设备的运行状况，如设备的投停状态、工作环境温湿度情况、逆变电源的负荷、累计工作时间等，并在监控中心综合分析各项数据监测结果，评估设备健康状况，最终达到”应修必修，修结构如图2所示：
不难看出，对智能变电站二次设备进行状态监测，电源和光纤通讯接口是重要的监测内容.电源和光口参数的实时监测结果加上 二次设备自身的内部自检信息，可以构成一个比较全面完善的二次设备状态监测系统.本方案提出的针对二次设备主要监测内容如下:
状态监测和诊断装置和部署在调度端主站系统的保护（安控装置在 保护设备在线监视和诊断功能，由部署在变电站端的保护设备线监视模块共同完成.
（1）逆变电源的监测，包括电源工作环境（温/湿度）负载情况、工作时间、开关次数、电容曲线等.
数据管理单元两部分组成，数据采集单元通过过程层网络获取过程 变电站端的保护设备状态监测和诊断装置由数据采集单元和层设备数据，数据管理单元从数据采集单元和站控层网络获取数据，进行分析处理，实现在线监测和诊断功能，并通过DL/T860将 诊断信息上送至调度主站.
（2）光纤以太网接口光强监测.
（3）以太网通讯口运行情况监测，包括接收的SMV报文、GOOSE报文速率，误码率统计、是否丢帧丢点、通讯是否中断等.
（4）液晶亮光时间统计.
（5)FLASH插写次数统计.
调度端的保护（安控)装置在线监视模块集成于调度端主站软件系统，作为一个独立的功能模块工作.
（6）微机系统的自检，如RAM是否出错、看门狗是否动作、装置的重启次数等.
（7）装置上电次数统计.
5二次设备电源监视方案
4智能变电站二次设备在线监视架构
随着智能变电站技术的应用和发展，继电保护装置上最重要的硬件组成将是电源.目前电力系统的装置使用的逆变电源由于工作于高压，高温，高功率环境下，其寿命、故障率都是装置中相对薄弱 的环节，并且不支持状态监测功能.由于缺乏有效的状态监测，评估
在对继电二次智能设备的上述项目进行实时监测的基础上，各台继电二次智能设备的监测信息均汇集到状态监测中心，从而建立
寿命时缺乏数据，导致设备的状态检修实现起来困难重重，因此，电源状态监测、寿命评估成为电力继电保护系统函待解决的间题，
电源是一种电能转换设备，在转换过程中本身需要消耗掉一些作状态，对剩余寿命进行估测，电能，而这些电能则被转化为热量释出，热量导致其工作温度的变化
同时，电源上的功率电子组件是由多种半导体材料组成的.由于电源功率元件工作时的损耗是由其自身发热来散失，所以膨胀系数不同的多种材料相互联系的热循环会引起非常显著的应力，甚至 有可能导致瞬间断裂，使元件失效.若功率元件长期工作在异常的温度条件下，会引发将导致断裂的疲劳.
生热应力与热冲击，使元件承受热机械应力，当温差过大时，导致 另外，快速的冷热变化会暂时的产生半导体温度差，从而会产元件的不同材料部分产生应力裂纹.使元件过早失效，这也就要求功率元件应工作在相对稳定的工作温度范围内，减少温度的急剧变 化，以消除热应力冲击的影响，保证元件长期可靠的工作.
总之，逆变电源工作的稳定性与老化速度是和工作温度息息相源的工作温度，是评估电源寿命的关键参数，对于道变电源的工作 关的，温度升高10C时，主要功率元件的寿命减少50%，因此监测电温度进行监测，能够评估其剩余寿命，可以为设备状态检修提供参 考数据，符合智能变电站的发展趋势.
本文提出的电源监测方案，是在道变电源上增加温度传感器、温度采集回路，使道变电源关键部位的工作温度能够被继电保护装 置CPU采集，处理，数据可远程至状态监测中心，为设备逆变电源的寿命评估提供数据，从而实现设备的状态检修，电源温度监测如图3:
..上接第60页
来获取地理信息数据，DEM是一种数字高程模型，在地理学中主要 应用于地理信息的获取.获取信息的途径主要将纸质地图和立体图像的结合.获取地理信息后就要对这些信息进行处理.
2三维矿山爆破模块的研究
气冲击波的危害研究，空气冲击波是指爆炸药在爆炸过程中而形成 对于三维矿山的爆破系统模块的研究主要有两方面，首先是空的一种高压气体，这种气体会不断向外传播，在空气中形成一种噪音污染，空气冲击波的爆破深度与噪音污染是成正比的，下面是空 气冲击波影响范围的数轴图，从图2中看出来，空气冲击波在空气中的声音污染还是很严重的.
一种震动，对建筑物的影响也是很大的，下面是爆破震动影响范围 其次是对爆破震动的能害研究，爆破震动是由于爆破面引起的的数轴图，从图3中可以看出来，爆破震动的速度相当迅速.
3GIS的三维矿山爆破信息系统的实例应用
息资源的应用，最终形成一个完整的地理信息平台系统，通过对这 三维矿山爆破信息系统主要是以GIS为平台，结合一些地理信个地理信息平台系统进行研究，实现矿山爆破信息系统的资源整合，为矿山爆破的研究提供方便，从而预测爆破可能带来的能害，减 少矿山爆破带来的不良影响，GIS的三维矿山爆破信息系统的流程主要有两个，分别是系统总界面和爆孔流程.
面：第一：完善了爆破信息数据，通过对三维矿山爆破信息系统进行 GIS的三维矿山爆破信息系统的应用带来的影响主要有三方
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参考文献
4结语
参考文献
采用本文的电源监测方法，再增加其他手段，对逆变电源的工作温度、输出电压稳定度、负载情况等进行监测，早期发现异常的工
开展二次设备的状态检修是电网，经济发展的必然要求，二次设备的定期检验是为了确保设备的安全、可掌运行，而根据二次设 备的状态进行检修可以有效地减少设备的检修停电，提高供电可掌性，开展二次设备的状态监测和分析，可以有针对性的检修，提高二次设备的可用率.
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维化，让研究学者更能直观的对爆破系统进行研究，增强了系统的 研究，为地理学的进一步发展提供了依据，将矿山爆破系统进行三分析性，第二：通过对三维GIS矿山爆破信息系统的应用，实现了对地理地质灾害的监测与预测，完成了监理信息与地质灾害的资源整 合和分析，为地质灾害的预测提供了一个稳定的虚拟环境，也为地质灾害提供了专业的决策管理，满足了地质灾害的监测、资源利用的应用，将矿山爆破系统的优化决策扩展到各个领域，比如在矿山 和地理信息的方面的需求，第三：通过对三维GIS矿山爆破信息系统和石油领域都可以利用三维爆破系统来预防爆破可能带来的影响各个领域提供爆破系统技术方面的决策，使更多的领域都能利用三 与危害，并及时进行防御，减少矿山资源和石油资源的浪费.通过对维爆破系统解决实际中的问题”.
息系统，为矿山领域的开发提供了技术方面的方法，也完善了矿山 通过对GIS三维矿山爆破信息系统的技术研究，健全了地理信的爆破系统，为爆破系统提供了安全辅助.
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