智能变电站故障诊断系统及定位技术的探讨范文

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摘要：为对智能变电站的故障进行全面诊断，确保变电站供电的稳定性，以网络拓扑、数据采集分析为基础，提出了智能变电站故障诊断及定位技术，实现对站控层、过程层等数据信息的实时监控和管理，从而对变电站故障进行精准诊断和快速定位。因此，本文针对智能变电站故障诊断及定位技术进行研究，从网络通信架构层面对故障诊断和定位技术进行阐述，试图为之提供行之有效的可行性建议。

关键词：变电站；故障诊断；定位技术

引言

现阶段，智能变电站可以实现信息采集、信息测量、信息检测等功能，同时具备一定程度的故障诊断能力。研究得知，传统诊断方式仅限于单装置设备的自我检测，局限性较大，主要表现如下：一是诊断单装置设备的故障，不能发现故障的根本原因，只能发现直接原因；二是没有集中统一的故障诊断接口和平台，使得诊断信息不能集中输出；三是故障诊断不具有系统性，是相对独立和局部的。因此，为确保智能变电站的稳定运行，要研究智能变电站的故障诊断及定位技术，及时诊断和快速精准定位，尽最大可能预防安全事故的发生。

1智能变电站故障诊断系统设计

智能变电站的故障诊断系统，主要分为三大部分：数据采集、数据分析和诊断数据结果的输出，其故障诊断技术架构，如图1所示。智能变电站的故障诊断的基础是数据采集，采集数据包括：装置设备信息、网络设备的日志、变电站内网络协议报文、信息管理库、网络管理协议等，捕获和过滤筛选网络数据、统一搜集网络设备日志，对这些信息数据进行规范化处理和分析，最后得出数据分析结果，为故障诊断提供更加有效的数据支持[1]。智能变电站的故障诊断的核心是数据的分析和诊断，变电站可以经过过程层的网络连接过程层和设备层的装置设备，在经过TCP/IP协议连接站控层和间隔层的装置设备。通过主动报文探测、网络协议自动化分析等技术，对变电站运行故障进行诊断分析。此外，数据诊断结果的输出，就是通过人机接口，将变电器运行故障信息进行可视化显示。

2智能变电站故障诊断关键技术

（1）数据采集技术智能变电站内的所有设备装置的配置信息、设备日志、网络协议报文等数据信息的采集，则需要故障诊断系统来完成，利用对网络数据信息的获取和过滤、集中统一收集和规范化的处理设备的网络日志和SNMP协议分析处理技术，从而得到较为基础的分析数据[2]。

（2）变电站网络协议分析技术依据ICE61850的标准分层框架，变电站的结构有多种分层。从逻辑层次角度讲，变电站连接变电层和间隔层设备的工具是变电层网络，变电站连接间隔层和过程层设备的工具是过程层网络，主要包括：SMV网络和GOOSE网络。有两类非常重要的信息通过过程层网络进行传输，分别为：GOOSE报文和SMV采样值报文。GOOSE报文可以对开关量进行上传，也可以下行分合闸的控制量；SMV采样值报文可以上传电流、电压交流量的采样值，所以，网络协议分析主要是分析规范报文、SMV报文、制造报文、GOOSE报文。

（3）变电站主动探测技术变电站主动探测技术主要包含：Internet控制报文协议（ICMP）包探测、站内报文测试、网络设备日志分析。ICMP包探测即是指ICMP探测报文主动被诊断系统发出，接下来分析设备的响应报文，然后对网络装置的状态进行判断。站内报文测试就是对智能变电站中的各种报文进行模拟，然后使用网络报文发射器，将测试报文发送至变电站网络，根据测试分析结果，对物理链路的连接问题、网络系统的性能问题及网络装置的配置问题进行合理的判断[3]。网络设备日志分析主要分为4个过程，分别为：日志采集、日志过滤、日志格式转换、日志解析与告警。

（4）基于SNMP的网络故障诊断技术基于SNMP的网络故障诊断技术主要由基于SNMPTrap的报文解析技术、基于SNMP的网络拓扑发现的故障分析技术和基于SNMP轮询的异常检测技术等构成。SNMP轮询就是指利用GetNextRequest,GetRequest等定时读取、捕获和被管理对象故障管理有关的当前值，同时将当前值与阀值库中设定的阀值进行对比，如果当前值超过界限时，则发出报警信号。SNMPTrap解析是指系统对Trap数据包进行接收、解析，然后获得系统开机和重启、通信链路失败并恢复正常状态、端口流量等诊断信息，有助于寻找故障原因。网络拓扑发现即是寻找网络节点并发现网络节点之间的连接关系，所谓节点就是网络中的物理装置和设备，例如：交换机、主机、路由器等，节点关系就是指网络设备之间是使用哪个接口进行连接[4]。

3智能变电站故障定位技术评价

首先，变电站的逻辑接口模型和功能层可以与变电站的拓扑结构进行有机结合，为智能变电站的故障定位技术提供链路路径[5]；其次，变电站监控系统与IED信息模型和信息交相服务的模型进行结合，可有效提高智能变电站的故障定位技术保障和监控网络状态的能力；最后，通过VLAN等网络技术的应用，可进行网络组态和流程化的管理，确保对网络状况、网络路径进行实时的监视，进而实现定位网络故障，迅速寻找故障目标[6]。研究得知，智能变电站故障不是独立存在，它具有较强的关联性，如果某一台装置设备发生故障，有可能会引起与它关联装置设备的连锁失效。倘若数据的分析和诊断确定出故障，同时在其他故障区域会同时出现报警提示，因此，对变电站检修管理工作带来较大影响[7]。运用变电站故障定位技术，可有效提高故障类别的判断，故障位置定位及成因分析，通过智能化技术手段，实现变电站运行状态的科学管理，从而提高变电站检修效率和工作质量。

4结论

综上所述，本文对智能变电站的故障诊断及定位技术进行研究，提出变电站状态监测的可靠方法；充分考虑到过程层的连接关系，有效评估智能变电站的故障风险；研究得知，良好的组态接口信息和接口位置，能够快速精准的定位智能变电站的故障。在变电站故障检修过程中，具有显著效果，同时为智能变电站的故障分析和风险预警，提供有利的技术依据。

参考文献

[1]许伟国,张亮,金乃正.智能变电站网络通信状态监测与故障分析[J].浙江电力,2012(04).

[3]伊洋,胡苏凯等.智能变电站SCD文件二维校验码校验方法研究[J].电力系统保护与控制,2015,43(2).

[4]辛建波,廖志伟.基于Multi-agents的智能变电站警报处理及故障诊断系统[J].电力系统保护与控制,2011(16).

[5]王浩中,张英梅,汪文全,马振国,杨博,刘利青.基于多链路透明协议技术的智能变电站过程层组网研究[J].科学技术与工程.2015(09).

[6]陈浙.智能变电站过程层故障快速诊断与定位关键技术设计与研究[D].山东大学,2015.

[7]许伟国,张亮.智能变电站网络通信状态监测与故障分析的方法[A].第输配电研讨会论文集,2011.

作者：尹相国 单位：宁夏电力公司检修公司