智能变电站设备监测技术研究范文

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1交换机状态评估

1.1评价因素权重的确定模糊综合评价方法中，各因素权重对评价结果有很大的影响。如何确定权重是模糊评判中的重点和难点之一。本文采用层次分析法[11-12]，构建的判断矩阵。

1.2模糊关系矩阵的隶属度模糊关系矩阵的关键是建立符合实际的隶属度函数。隶属函数的指派要反映这些元素对集合的隶属程度。如何确定一个模糊集的隶属函数至今还是尚未解决的问题[13]。目前作为隶属函数的分布函数类型比较多，常用的分布函数有：抛物型、正态型、柯西型、岭型等。每种分布函数又可分为偏小、偏大、中间型。岭型分布函数具有主值区间宽、过渡平缓的特点[13]，能较好地反映交换机状态的模糊关系，因此本文用岭型函数来计算隶属度。岭型分布函数表示。在建立隶属函数具体表达式的过程中，遵从最模糊原则和最清晰原则，即表1中区间的端点处于最模糊状态，隶属度属于相邻两级指标状态的值均为0.5，在区间中点其类别是最清晰的，隶属度属于该级的值为1。根据交换机各评价指标的参数范围，把各指标数值代入式(3)~式(5)中相应公式，即可得出它们相对于评价集的隶属函数。需要说明的是，交换机有多个不等数量的端口，交换机状态与每个端口有关的指标有：流量、端口接收光强、端口发送光强、端口误码率。每个端口都单独采集，取劣化程度最大的作为交换机状态评价的输入值。

1.3模糊综合评价根据各个指标的值，代入该指标对应的隶属函数，即可得到模糊关系矩阵。保护、测控装置等二次设备的状态评价都可以采用同样的方法来评价其状态，但评价因素集要根据具体设备选定。

2智能组件跳闸回路定检

为防止保护出口跳闸回路触点粘连、失效、忘投压板等问题，设计后台监控系统与智能组件配合，实现跳闸触点定检的智能告警。充分利用智能终端操作回路硬件软件化的特点，对传统操作箱功能改进，实现跳闸回路(包含触点及压板)的在线监测和离线定检功能。开关处于合位时，智能终端可实现跳闸回路在线监测，及时发现、定位跳闸回路存在的异常。开关处于分位时，智能终端可接收系统命令进行分闸回路离线定检、实现合闸预置功能，避免忘投压板等人为疏忽。定检实现原理：如图1所示。保护出口驱动电路上串接TZ1、TZ2触点，两触点中间至正、负电间各串接一个用于检测的光耦(监测1、监测2)。智能终端接收保护装置定检命令后，首先闭合保护触点TZ1，正电经保护触点TZ1、监测2光耦回路导通，监测2光耦反馈检测结果，完成保护触点TZ1的检测；然后闭合保护触点TZ2，正电经监测1光耦、触点TZ2、TBJ继电器、压板回路导通，监测1光耦反馈检测结果，完成保护触点TZ2、压板、TBJ继电器的检测。同样，可以在分闸回路上实现相同的定检功能。

3过程层通信故障诊断

智能变电站中，间隔层与过程层用网络通信代替了信号电缆，之间用SV、GOOSE传送信息[14]。当SV、GOOSE收发异常时，需要及时诊断是间隔层装置、还是智能组件故障。本文提出一种不依赖网络报文分析仪[15]的诊断方法。分析SV、GOOSE的传输机制和特性，可采用接收端是否接收到相应的发送端信号来确定发送端的通信状态，而不是直接监测发送端的状态。间隔层装置发送GOOSE到智能组件，智能组件把接收到该GOOSE的状态用另外一个GOOSE送给间隔层装置，间隔层装置再把该状态值送到监控后台，完成一个间隔层装置GOOSE发送、智能组件GOOSE接收的状态上送，如图2所示。间隔层装置接收GOOSE的状态可以直接用来判断智能组件发送、间隔层装置接收的状态。一个智能组件可以把SV、GOOSE发送至多个间隔层装置，同样也可以接收多个间隔层装置下发的控制GOOSE，数据接收、发送是多对多的关系。如图3所示。故障诊断原理：根据所辖的发送端口和接收端口判断。当有任意一路发送端口或任意一路接收端口通信正常，则认为网口正常。如果所有的发送端口和接收端口都异常，才判定为网口故障。为此监控后台设计的过程层网络监测模型如图4所示。

4运行实例

基于上述原理的综合智能告警在贵州都匀泉东110kV数字化变电站投运。某一时刻采集到某交换机的一个状态数据(选用劣化程度最大的端口值)，12345u,u,u,u,u的值为(35,20.8,16.7,28.5,0.65)，得到模糊关系矩阵为。

5结语

设备状态监测是状态检修的基础，是二次设备检修的发展方向。针对智能变电站自动化系统的技术特点，交换机是智能变电站自动化系统的核心关键设备。研究了交换机状态监测信息采集，在此基础上提出了用模糊综合评价方法对交换机进行状态评价；为防止保护出口跳闸回路触点粘连、失效、忘投压板等问题，设计了智能组件跳合闸定检回路进行监测；根据SV、GOOSE的传输机制和特性，当SV、GOOSE收发异常时，提出了一种不依赖于网络报文分析仪，及时诊断是间隔层装置、还是智能组件故障的方法。本文提出的模型、方法在实际变电站运行中得到了验证。

作者：徐长宝庄晨蒋宏图单位：贵州电力试验研究院上海思源弘瑞自动化有限公司