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面向智能变电站二次设备的故障诊断方法研究
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摘要：智能变电站二次设备状态评估方法研究主要包含以状态指标分析为基础的二次设备状态评估和二次设备故障诊断两方面。二次设备故障诊断指在二次设备运行特征基础上，搜集设备关键部位、关键环节的信息，在建立故障判据的基础上进行对比分析，得出设备运行状态。其目的在于当设备发生故障时能够快速获知设备状态，并进行设备维修，将损失降到最小。变电站二次设备故障诊断是准确掌握设备运行状态的有效方法，但针对智能变电站二次设备的故障诊断研究较少，还有待进一步深入研究。
关键词：智能变电站；二次设备；故障诊断
1智能变电站的体系结构
内部网络是智能变电站信息共享的基础，重要性不言而喻。在变电站过程层使用GOOSE和SV技术进行通信，结构的合理与否影响着继电保护的及时性和可靠性。在IEC61850标准中，由站控层、间隔层和过程层组成智能变电站网络。在间隔层和站控层之间的网络为站控层网络，在过程层和间隔层之间的网络为过程层网络，称为“三层两网”。（1）过程层主要是由一次设备和智能设备等组成，完成配电、变电、输电、控制和保护等基本功能。（2）间隔层为辅助层，由测控设备、保护设备、故障录波设备、电能测量设备等组成。（3）站控层主要由自动化系统、通信系统等组成，对整个变电站设备进行测量、控制、采集监控数据、保护信息的管理、操作闭锁、同步相位采集等。
2智能变电站二次系统常见的几种故障
第一，智能终端故障。变电站二次系统的故障表现一般集中在智能终端，比如终端信号无操作，自动呈现出“装置闭锁”信息，阻碍系统的正常恢复。这种智能终端故障的产生原因不在装置本身，而是因为没有设置准确的定值，采用调试工具对其进行检修之后，可将其划分为报文故障，通过对智能终端数据进行重新设计，由此完成复归。第二，母差保护故障。二次系统最常见的就是母差保护故障，系统在正常运行的情况下，如果提示告警，说明母差保护装置失电，但1s内就能修复这项故障，不过会影响到变电站二次系统。一旦出现母差保护故障，必须对电源系统进行仔细检查，避免电源问题的出现。第三，GOOSE通信中断。变电站二次系统的电压若达到110kV，且开关、操作刀闸，包括其他智能设备不存在异常情况，系统后台将诊断为GOOSE通信故障。通信问题是出现GOOSE通信故障的主要因素，通信设置、硬件连接将导致通信失效，致使通信中断故障的出现。该智能变电站通过对GOOSE通信故障进行排查，发现通信设置没有出现异常现象，只是电源插件出现了松动，刀闸在拉合过程中达不到供电要求，GOOSE插件将得不到电源支持，致使通信中断。
3故障诊断
3.1故障诊断模型
（1）故障诊断结构。智能变电站故障诊断模型，为了满足功能需要设立专家系统诊断结构，其中包括数据库、知识库、人机接口和推理机等多个部分。其中数据库是在线监测收集的故障诊断信息，为后续故障排除提供可靠依据；知识库则是专家系统核心内容，用于数据计算和推理，可以强化专家系统表达效果，便于及时解决二次系统故障问题；人机接口，保证二次系统和专家设备连接在一起，用于判断故障问题；推理机则是分析二次系统中的异常故障信息，合理规划，精准诊断和排除故障问题。（2）故障诊断模型。智能变电站故障诊断，需要设立专门的故障诊断模型，用于二次系统运行全面监管和控制，一旦发现故障问题及时发出预警信息，传输到通信网络中。借助故障诊断模型来整理和分析故障信息，判断故障原因和位置，在专家系统合理分析下获取诊断结果。（3）故障诊断方法。在智能变电站故障诊断中，应该根据实际情况选择合理的故障诊断方法。IED装置诊断法，包括通信中断诊断法和功能异常诊断法；配置诊断法，适用于二次系统智能设备配置故障，采用通信中断诊断法来提供诊断信息，保证配置诊断全面性与合理性；综合诊断法，判断二次系统异常故障问题，避免故障范围扩大，提升二次系统运行可靠性和供电服务质量。
3.2故障诊断系统具有的功能
针对不同的故障现象及其特征，采取相适应的措施进行诊断，具体有几种诊断方式：第一种是自检信息进行诊断，这一种诊断方式之中可以按照诊断目标的对象不同进行进一步的分类，可以分为两类，一类是诊断的对象是对设备进行诊断，另一类诊断的对象是设备通信过程中。智能变电站中很多功能都是靠信息传输来实现的，包括其中的测量、安全保护以及控制等等，通信网络是一种数字化的形式，传输系统之中采样、闭锁以及跳闸等信息都通过此进行传导。如果想要使得站内的报文发送能够很精确，就必须要保证设备一直处于一种正常的运行状态，所以如果设备通信出现中断的状态，就将会导致整个装备出现故障，而设备自检功能在这个时候就能发挥重要作用，一方面能够实现精准地监控光纤端口收发工作，并提高工作
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