智能变电站过程层故障诊断及定位技术研究
调研报告 智能变电站状态检测新技术及应用
智能变电站状态检测新技术及应用变电检修室摘要：近年来，伴随能源变革趋势，打造新一代电力系统、构建能源互联网，提高电网智能化水平已成为必要条件。
状态监测系统采用高科技含量的传感器，运用尖端的测量和通信技术，并能进行高效的故障诊断对各种变电设备运行状态的在线监控、评价分析。
变电站状态监测系统使变电站的运行管理模式向更精益化的设备状态检修模式发展。
关键词：变电站状态监测；状态检修；二次设备；一次设备一、发展智能变电站状态检测新技术的重要性和可行性（一）变电站状态检测的意义电力系统是由发、送、输、配、用电设备连接而成的，整个变电站的安全运行直接取决于变压器、断路器、GIS等主设备的可靠运行。
状态监测是监测设备运行状态特征量的变化或趋势，评估电力设备是否可靠运行，或在重大故障发生前预知检修的需要。
如今电力系统把状态监测作为预防性试验的补充，可有效延长变电设备电气试验周期。
通过状态监测，设备故障先兆可被提早发现立即处理，设备使用寿命延长，运行人员巡视工作量减少，人力资源成本得以节约。
图1.1 配电网信息交换总线架构智能变电站是采用先进的传感器、信息、通信、控制、智能分析软件等技术，在实现数据采集，测控、保护等功能的基础上，还能支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站同常规变电站一样，智能变电站也需连接线路、输送电能，它能收集更广范围、更深层次的信息，并完成更繁杂的信息处理工作。
实现电网运行数据的全面采集和实时共享，变电设备信息和运行维护策略与调度中心全面互动。
智能变电站有一次设备智能化、信息交换标准化、运行控制系统自动化等主要技术特征。
（二）智能变电站状态检测系统结构IEC61850将智能变电站系统分为3层，即过程层、间隔层和站控层。
这个体系结构的划分是从逻辑上按变电站所要实现的控制、监视和继电保护功能划分的。
站控层包括站域控制、自动化站级监视控制系统、对时系统、在线监测、辅助决策等子系统和信息一体化平台。
智能变电站二次系统故障的自动诊断技术研究
２０２４ ０１／智能变电站二次系统故障的自动诊断技术研究王 铭 葛长城（山东工业技师学院）摘 要：高效运用智能变电站的站端信息，可以辅助相关工作人员精准及时的掌握智能变电站二次系统的故障位置以及故障实况，为工作人员后期的检修维护提供条件和便利，是确保电力系统正常、稳定、安全运行的关键手段。
本文针对智能变电站二次系统故障的自动诊断技术展开研究，并详细阐述出以ＳＶＭ（即多分类支持向量机）为核心设计研发的一种智能变电站二次系统故障诊断技术，以此为相关工作人员提供有效的价值参考。
关键词：智能变电站；二次系统；故障诊断技术；ＳＶＭ０ 引言现阶段，智能变电站的广泛应用为电力行业的发展提供了重要资源［１ ４］。
但是在应用过程中不免会因各种因素出现二次系统异常、故障等突发状况，加之当前对智能变电站信号的采集以及分析还存在极大上升空间，所以极易导致二次系统故障无法被快速精准的定位以及查明原因，进而导致整个电力系统的运行受到影响，基于此，亟需一种高效的智能变电站二次系统故障诊断技术发挥作用［５ ８］。
１ 智能变电站二次系统故障诊断模型智能变电站二次系统支持站内的监控保护和测量等工作，其形成主要由智能化电子设备以及通信网络组建。
故障诊断技术会依照每个故障信息建立逻辑联系，再借助智能算法的推导性能，明确诊断目标的实际运行情况。
遵循该思路，便可以制定并得出智能变电站二次系统的故障诊断模型，详见图１所示。
图１ 智能变电站二次系统故障诊断模型根据图１所示，该模型中满足故障诊断需求的特征信息主要从静态配置信息以及“综自系统”告警信息、在线监测中产生的数据信息，且设备诊断、报文诊断、配置诊断以及综合诊断独自成立了分布式架构。
由图１所示的故障诊断模型中各个诊断板块具备的性能有以下几点。
（１）智能设备诊断。
依照全部装置的自动检测警告信息和监控信息诊断智能变电站二次系统的运作实况，其在运作过程中是否存在故障异常情况。
装置故障主要可分为程序故障、硬件故障、ＩＳＧ故障、开关机械故障等。
智能化变电站及其常见故障分析与解决方法
智能化变电站及其常见故障分析与解决方法摘要：智能变电站本身主要是通过低耗能、高效率的原则来运行，该技术目前已经应用了大量的计算机技术、数字化通信技术、广电传输技术等先进技术，并且一些数控技术也已经被引用到了相关变电管理过程中。
智能变电站技术的应用，有效的使得变电站运行的维护成本进行控制，而光缆的广泛应用，也直接使得变电站表现出的工作效率大幅度提升。
本文就智能化变电站及其常见故障分析与解决方法了简单的分析。
关键词：智能变电站；常见故障；解决方法1智能变电站概述1.1结构（1）过程层：过程层主要包括各类电子式电流互感器（EC T）、电压互感器（EV T）、智能断路器和开关设备、合并单元和智能终端，主要用来完成对全站保护设备的保护和测控信息采集，并将之经合并单元处理后，成为全数字信号上送过程层网络。
（2）站控层：站控层是智能变电站的最抽象和最高级别的管理层，也是智能变电站的控制中枢，通过电力通信、系统对时、站域控制等功能，实现全站保护和控制设备的状态采集。
（3）间隔层：间隔层是过程层和站控层之间的过渡层，主要是指各类二次设备，包括继电保护装置、安全自动装置、各类监控和测量仪表等，对智能变电站中继电保护的运行和维护技术的研究，就是在间隔层展开。
间隔层实现了过程层与站控层的联系，从而保证了一个间隔的数据可以作用于该间隔一次设备的功能。
1.2优点智能变电站相比常规变电站和数字变电站，有着巨大优势、智能变电站中所采用的电力设备基本都是智能设备，这些设备使用了先进的技术，可靠性高、环保经济、集约化程度非常高，具备良好的运行速度与效率、智能变电站最为基本的优势就是所有的变电站之间的信息都能实现数字化，即通信平台网络化、信息共享标准化、在变电功能实现的过程中，智能变电站能够自动对各种信息进行采集、测控与保护，并能够从电网的实际变化情况出发，实现一些较为高级的功能，如对电网进行实时控制，对电网进行智能化调节，与相邻的变电站之间开展信息互动，并能够实现电网之间的协调控制。
智能变电站二次设备故障诊断方法分析
智能变电站二次设备故障诊断方法分析摘要：在智能电网建设过程中，智能变电站发挥着支柱性作用，在保障电网运行可靠性方面发挥着重要作用。
由此，在智能变电站建设过程中构建完善的状态评估体系并依据制定有针对性的运维方案一直是电厉行业内的重点研究内容。
从实际研究成果分析，智能变电站中的继电保护装置在确保设备平稳运行方面发挥着不可替代的作用，但是在实际运行过程中，保护装置动作异常情况的发生概率相对较高，考虑到科学的维修策略需要精准的设备状态评估作为支撑，因此，智能变压器二次设备故障诊断研究具有重要现实意义。
关键词：智能变电站；二次设备；故障诊断方法一、智能变电站二次设备的特点在电力系统运行的整个过程中，智能变电站的关键在于充分发挥其调节作用。
当电力系统底压负荷增加时，智能变电站会发出相应的用电量来增加负荷；当电力系统底压负荷降低时，智能变电站会自动降低输出用电量，达到节约电力工程资源的目的。
智能变电站的关键设备有两类：一类是一次设备，如变压器、隔离开关、电机及其开关等；另一个是二次设备，专门为一次设备和电源电路提供精确测量。
实际运行维护的辅助设备，如检测仪器、数据信号设备、汽车继电器、自动开关等。
与一般配电站相比，智能变电站应用的信息内容实体模型和无线通信模块完全一致。
设备采集的数据信息均按照相同的通信安全通道传输。
工作人员还必须分析数据信息并进行有目的的命令推送，然后将通信安全通道传输到设备。
与一般配电站相比，智能变电站主要具有以下特点。
首先，一次设备智能化水平和系统智能化水平有所提高。
因为智能变电站已经对电子变压器进行了充分的应用。
与传统的感应式电压互感器相比，电子式电压互感器主要是基于光纤线路来进行一次设备信息的智能化。
而且，在其他一次设备上安装智能设备，也可以将数据信号进行转换，以数据的形式显示出来，使工作人员的巡检工作更加直观。
二是推动二次设备数字化发展趋势。
分析goose协议规范，基于以太网进行一次设备与二次设备之间的信息传输。
智能电网中的故障诊断与恢复技术研究
智能电网中的故障诊断与恢复技术研究随着科技的发展，智能化已经渗透至各行各业。
电力行业也不例外，智能电网的建设已成为我国电力行业发展的重要方向。
其中，故障诊断与恢复技术是智能电网建设中不可或缺的一环。
本文将探讨智能电网中的故障诊断与恢复技术的研究现状和未来发展趋势。
一、智能电网中的故障诊断故障诊断是指在电网运行中，对电网设备出现的故障进行快速准确的定位，以便及时采取恢复措施，使电网系统的稳定性和可靠性得以保障。
智能电网中的故障诊断主要分为以下几个方面：1.数据采集和传输：智能电网中的关键设备安装传感器，通过物联网技术实现数据实时采集和传输，提供给系统进行分析和判断。
2.数据处理和分析：通过机器学习、神经网络等技术对采集到的数据进行处理和分析，识别异常数据并进行分类判断，快速发现设备故障。
3.故障定位和诊断：通过故障诊断算法实现快速准确的故障定位，对出现故障的设备进行分类和级别判断，快速采取处理措施。
近年来，随着人工智能和大数据技术的发展，智能电网中的故障诊断技术也得到了较大的发展。
各大电力企业纷纷设立人工智能实验室，开发出一系列智能电网故障诊断技术。
比如，南方电网研究院研发的智能电网故障诊断系统，可以对变电站、线路、电缆等电力设备进行实时数据采集、监测和检测，同时通过智能算法实现故障预测和自动诊断。
同时，华能集团、国家电网等企业也通过自主开发或采用国外先进技术不断优化智能电网故障诊断技术，逐步实现了从传统人工诊断向智能化诊断的转变。
二、智能电网中的故障恢复故障恢复是指对发生故障的设备进行快速修复和恢复工作正常状态的过程，其目标是尽可能减少故障对电网系统造成的损失和影响。
目前，智能电网中的故障恢复技术主要有以下几种：1.智能分布式故障监测和修复：通过将故障监测和故障恢复功能集成到“智能传感器-智能终端-智能网关”三个级别的设备中，实现分布式的故障监测和修复，避免出现单点故障，提高故障恢复效率。
2.智能交互式故障修复：通过智能化终端、移动智能终端等技术，实现对触发故障的设备进行识别和快速定位，并向后台提供实时报警信息，实现真正的互动式故障修复。
智能变电站运维技术及设备故障处理分析
智能变电站运维技术及设备故障处理分析摘要：在信息化社会背景之下，电力需求量日益提升，为了更好的满足居民的用电需求，智能变电站的有效运用至关重要。
智能变电站在运行环节，相关人员要加大维护管理力度，一旦发现变电站设备出现故障，要及时处理，保证变电站能够更为稳定的运行。
鉴于此，本文重点分析智能变电站运维技术与设备故障处理措施。
关键词：变电站；智能化；运维技术引言智能变电站实现了运维信息数字化、通信平台网络化和信息共享标准化，智能变电站具备自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量等基本功能，同时具备适时自动控制、智能调节、在线监测、远方操作等高级功能。
智能变电站与传统变电站相比，具有占地小、可靠性高、环境适应能力强等优点。
变电站内各母线、开关间隔、继电保护设备在正常运行情况下，相关技术参数对比相差不大。
但如果运维设备发生故障，智能变电站就可以通过手机、平板电脑等设备迅速进行故障处理，及时切断故障点，使电网恢复至正常运维状态[1]。
1智能变电站概述智能变电站是采用可靠的现代化、环保、集成的智能设备，以通信平台网络化、全站信息数字化、信息共享标准化为基本要求，自动化执行信息测量、信息采集、信息管控、信息维保、信息核算等基本功能，并支持电网智能化调节、实时自动化管控、在线剖析下达决议、多方协同互动等高等级功能的变电站。
智能变电站包括过程层、间隔层、站控层三个层级。
其中过程层由智能设备、智能终端、合并单元组成，智能设备包括一次设备以及保护单元、控制单元、测量单元、状态监测单元等智能组件;间隔层由二次设备组成，如测控装置、继电保护装置、故障录波设备等;站控层由站域控制系统、自动化系统、对时系统、通信系统组成，可在一台嵌入式装置或计算机上实现数据采集、操作闭锁、监视控制等功能。
2提高智能变电站运维技术与设备故障处理水平的重要性将智能变电站应用到智能电网当中，要求变电站具有较好的可靠性，智能变电站还要具备较强的自诊与自愈功能，保证各项设备故障得到更好预防，一旦发现有设备可能会出现故障，则需要提前发出预警信号，将设备故障损失降到最低。
关于智能变电站故障诊断处理解析
关于智能变电站故障诊断处理解析引言：随着智能电网的建设，智能变电站的数量大幅增多，智能变电站的继电保护故障处理也成为当前一项重要的任务。
智能变电站故障能否用常规方法诊断处理呢，下面以智能变电站电子式电流互感器采集单元故障实例解析常规处理方法。
1、故障简述110kV某变电站在2011年底进行了智能化改造，于2011年12月份竣工投运。
本站涵盖了110kV和10kV两个电压等级，110kV系统为内桥接线方式，10kV系统为单母分段接线方式。
全站CT均为电子式互感器，保护用二次电流通过采集单元将电信号转变为光信号后发给合并单元，再由合并单元发给保护装置。
2015年1月16日接到调度通知#2主变A套保护装置发装置告警和运行异常信号，变电检修室组织二次人员到现场进行装置检查。
装置面板上装置告警灯和运行异常灯亮（图1示），查看装置报文显示CT异常，进入采样菜单检查发现内桥CT A相电流幅值为0。
去GIS室检查内桥合并单元1发现面板上告警灯亮，采集1（A相电流指示灯）绿灯闪烁，采样菜单中A相电流幅值为0。
2、风险分析#2主变A套保护装置发出装置告警和运行异常信号并已闭锁保护，考虑极端的情况下，如果此时发生区内故障，一旦B套保护再出现异常拒动，会导致事故扩大，造成严重的后果。
图1 #2主变A套保护装置告警图2 CT采集单元3、故障处理情况（1）A相幅值为0且没有零漂，推测光回路出问题的可能性较大，初步推测应该是合并单元至CT采集单元（图2）这一段回路或装置问题。
经检查发现合并单元、光纤及CT采集单元外观均无异常，为防止在处理过程中A套保护误动，申请调度停用#2主变A套保护及出口进行进一步检查。
（2）调度控制中心批准并停用#2主变A套保护及出口后，将采集单元（图2）处A、B相光纤头互换插好后，发现内桥合并单元1上采集1绿灯（A相）常亮恢复正常，采集2灯（B 相）闪烁，告警灯未复归，其采样菜单中A相电流恢复正常，B相电流幅值为0（图3示），#2主变A套保护装置采样与此合并单元一致。
研究智能变电站运维技术及设备故障处理
研究智能变电站运维技术及设备故障处理智能变电站是智能电网的重要组成部分，其运维技术和设备故障处理对于保障电网稳定运行和提升电网安全性具有重要意义。
随着智能变电站技术的不断发展，越来越多的智能化设备应用于变电站的运维管理中，为了更好地解决设备故障和提高运维效率，研究智能变电站运维技术及设备故障处理显得尤为重要。
一、智能变电站运维技术1.1 智能化设备监测与诊断技术智能变电站中的各类设备都配备了传感器和监测装置，通过实时监测设备运行状态、温度、湿度、振动等参数，可以对设备进行状态诊断和健康评估。
采用先进的数据采集与处理技术，可以实现大数据分析和故障预警，及时发现设备异常情况，并采取相应措施进行修复，从而降低设备故障率，提高设备可靠性。
1.2 远程监控与智能维护技术智能变电站通过远程监控技术，实现了对设备状态、运行参数、告警信息等数据的实时监测和管理。
运维人员可以通过远程监控系统对变电站设备进行故障分析、故障定位和远程操作，实现对设备的智能维护和远程诊断，提高了运维效率和故障处理速度。
1.3 人工智能技术在运维中的应用人工智能技术在智能变电站的运维中也发挥着重要作用，例如利用机器学习算法对设备故障数据进行分析和预测，建立故障诊断模型，提高故障识别的准确性和效率；通过人工智能技术实现对设备运行状态和健康状况的智能评估和预测，为设备维护提供数据支撑。
二、设备故障处理2.1 异常检测与故障诊断针对智能变电站中设备故障处理，首先需要进行异常检测和故障诊断。
通过实时监测数据，运维人员可以发现设备运行中的异常情况，并结合设备的历史数据进行故障诊断，找到故障根源和具体表现，为后续的处理提供依据。
2.2 故障定位与处理方案制定在完成故障诊断之后，需要对故障进行定位，并制定相应的处理方案。
通过数据分析和设备状态评估，确定故障发生的具体位置和设备，然后根据实际情况制定合理的处理方案，包括是否需要停电维修、更换故障设备等。
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智能变电站过程层故障诊断及定位技术研究
智能变电站由于结构复杂，设备繁多，出现故障情况时有发生，一旦故障情况得不到及时处理，将会对电力系统以及电力用户造成不良影响。
文章针对智能变电站发生故障概率比较高的过程层，开展故障诊断及定位的关键技术研究，设计变电站过程层故障诊断及定位系统，为变电站过程层减少故障发生率，提高变电站整体的安全稳定运行具有重要意义。
标签：智能变电站；过程层；故障诊断；定位
Abstract：Due to the complex structure and various equipment，intelligent substation failures occur from time to time. Once the fault situation can not be dealt with in time，it will have adverse effects on the power system and power users. Aiming at the process layer with high fault probability of intelligent substation，this paper studies the key technologies of fault diagnosis and location，and designs the fault diagnosis and location system of substation process layer，which can reduce the occurrence of fault in the process layer of substation. It is of great significance to improve the safe and stable operation of the whole substation.
Keywords：intelligent substation；process layer；fault diagnosis；location
1 概述
作为电力系统的“心脏”，智能变电站是电力系统电力流、信息流、业务流“三流”汇聚的焦点，是衔接发、输、配、用电系统的关键环节[1]，对电力系统的安全稳定运行发挥着重要作用。
智能变电站由于结构复杂，设备繁多，出现故障情况时有发生，一旦故障情况得不到及时处理，将会对电力系统以及电力用户造成不良影响。
因此，研究智能變电站的故障诊断及定位技术，对提高变电站的检修效率，减少变电站故障，提高变电站的安全运行具有重要意义。
2 智能变电站过程层故障诊断研究现状
据统计，目前已经投运的变电站的故障和缺陷有相当部分集中发生在过程层[2]，由于智能化变电站的建设逐渐深化，过程层的故障和缺陷也逐渐暴露出来，目前针对变电站过程层的研究也逐渐受到了重视。
智能变电站过程层主要包括过程层设备（智能终端和合并单元）和过程层网络，起到保护和控制变电站一二次设备的作用。
[3]过程层的智能终端与间隔层的二次设备采用光纤连接，为过程层与间隔层的通信提供了便利。
过程层相应网络报文经光纤传输，由专门的协议解析技术解析后，提供故障诊断及定位系统进行对故障诊断、分析、定
位。
本文研究的变电站过程层在线故障诊断及定位技术，设计过程层故障诊
断及定位系统，对实现变电站的运维检修提供参考依据。
3 智能变电站在线式故障快速诊断关键技术
随着智能化变电站的发展，变电站结构及运行日益精细化，任何故障的发生都会对电力系统及用户带来不小的影响。
传统变电站二次回路采用电缆连接，设备名称及功能一一对应，变电站的故障，一方面，通过查找二次回路发现故障设备；另一方面，通过相应设备的告警信息予以发现，以上故障诊断方式，均没有达到二次系统信息网络化的目标，还不能有效地的发现变电站的故障并进行准确定位。
因此，本文提出了一种变电站故障快速诊断技术，利用数据采集技术、变电站网络协议分析技术、故障主动探测技术和基于SNMP的网络故障诊断技术，实现对变电站过程层设备及网络的状态信息进行准确采集、解析，对可能出现的故障进行准确探测和诊断。
3.1 数据采集技术
智能变电站过程层内设备及网络信息的采集，是变电站过程层进行故障诊断及定位的基础和前提，收集的信息由相应的通信网络过滤、集成和处理，并转换为统一标准的报文日志文件，为变电站故障诊断及定位系统提供判断的数据支撑。
3.2 网络协议分析技术
主要是针对智能变电站的过程层产生的网络报文信息进行解析和处理的一种技术。
智能变电站的过程层，所涉及到的网络为过程层网络，产生的报文信息，为：GOOSE报文信息和SMV采样值报文信息。
通过网络协议分析技术对产生的报文信息进行解析，为故障诊断及定位模型运行提供必要数据。
3.3 主动探测技术
对过程层网络报文的分析和处理，除了需要研究变电站的网络协议分析技术外，还需要对智能变电站过程层产生的报文信息进行主动探测。
主动探测包括三个步骤，分别为：以太网控制报文协议包的探测，报文信息探测、网络设备日志分析等。
控制协议包探测是通过发送探测信息，分析设备的响应消息，进而判断过程层网络及设备的状态。
报文信息探测，是对变电站过程层的报文信息进行模拟，然后使用报文发射器发射至过程层的网络进行测试，并对测试结果进行分析，根据结果判断网络装置及系统的情况。
网络设备日志分析主要是网络日志进行采集、过滤、格式转换、解析、判断的过程。
3.4 基于SNMP 的网络故障诊断技术
网络故障诊断技术主要由报文解析技术、网络拓扑技术和异常检测技术三大
部分构成。
报文解析技术，是指对Trap数据包进行接收、解析。
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。
异常检测技术即对报文信息进行轮询读取，解析和比对，即通过当前采集数据与设定阈值相比较，如果超过阈值范围，则进行异常提示。
4 故障诊断及定位系统设计
智能变电站过程层故障诊断及定位系统通过对过程层的设备（合并单元，智能终端及继电保护装置），和过程层网络（通信的物理链路和逻辑链路）进行监测，对相应的SCD文件及CID文件解析，探测和诊断，实现故障诊断及定位。
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，其网络架构，如图1。
4.1 智能变电站过程层故障快速诊断
首先将智能变电站的SCD文件和间隔层的CID文件导入智能变电站过程层故障诊断及定位系统，解析完成后将获得智能变电站内的二次设备及二次回路信息，以及相应设备间的通信信息，以此为依据作为状态监测的基础数据。
过程层设备抓包故障录波，通过SV/GO
OSE网络传输分析平台，同时，过程层设备还会将通信状态信息上送间隔层设备，間隔层设备则通过MMS网络上送分析平台；系统通过对站控层网络抓包，获取站内通信链路（二次回路）的状态；最终，系统将获取的二次设备和二次回路的状态信息与SCD文件进行比对，验证SCD的数据集配置和过程层通信链路的一致性，进行故障诊断。
4.2 智能变电站故障快速定位
智能变电站过程层的故障诊断结果，是进行变电站故障定位的依据。
为实现智能变电站的快速准确定位，将变电站的逻辑接口模型和功能层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提供链路路径。
同时，将变电站的监控系统与IED信息模型和信息交相服务的模型相结合，为提高智能变电站的故障定位技术提供保障。
5 结束语
变电站作为电力系统的关键枢纽，承载着电力系统安全稳定运行的重要使命，在其运行过程中的任何故障，都需要引起重视。
为此，本文选择智能变电站故障率比较高的过程层的设备及网络为研究对象，开展过程层故障诊断及定位的关键技术研究，研发设计智能变电站故障快速诊断及定位系统，对变电站过程层减少故障发生率，提高变电站整体的安全稳定运行具有重要意义。
参考文献：
[1]尹相国.智能变电站故障诊断系统及定位技术的研究[J].电子科学技术，2017.
[2]张道银，张小飞，赵汝英.智能变电站故障诊断技术研究[J].电力信息化，2013.
[3]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.。