探讨智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断

探讨智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断

姜思坤张晓

（国网潍坊供电公司山东潍坊261000）

摘要：近年来随着我国智能变电站技术的迅速发展，使得通信网络锁得以取代传统的二次回路，并实现了继电保护二次设备的自动化与网络化发展。但是目前许多电力企业采用的还是传统的二次回路检测方式，更多是通过网络报文记录的方式来进行二次设备故障信息的整理与分析工作，但是因为其所需要记录的信息比较多，就容易导致一些重要信息被隐没等情况发生，从而无法有效地形成完整的二次回路预警与分析策略。

关键词：智能变电站；继电保护；二次回路；在线监测；故障诊断

引言

在智能变电站中，传统的二次回路逐渐被通信网络所替代，传统的物理电气信号也不再进行使用，更多的选择数字信号，将所有二次设备基于网络连接在一起，实现在线监测。但是，目前在线监测需要技术人员从网络报文记录设备中提取的内容数据进行系统的异常分析，因为网络报文记录的数据量非常大，严重影响了对异常分析的质量，工作人员很难根据记录的信息定性、定量分析故障特征，将很多重要信息遗漏，进而无法制定出完整的二次回路的预警和保护方案，不利于整个系统的安全稳定运行。

1二次回路在线监测及故障诊断概述

在智能变电站的日常运行中，常规二次回路由通信网络替代，物理电气信号由数字信号取代，从而实现继电保护二次设备的信息化管理。其中，网络报文装置作为记录分析智能网络运行状态的实时监测设备，能够实现对报文信息的存储和分析以与网络流量的实时监测等功能，在当前的二次回路试试运行状态监测工作中主要由专门的技术人员依照网络报文信息对二次装置发生异常的原因进行分析，然而报文记录信息涵盖内容广泛且复杂，因此，利用网络报文装置和继电保护装置彼此间存在的链路相接关系，有针对性地提取和二次回路运行密切相关的核心报文信息进行综合分析就成为了当前实施二次回路在线监测与故障诊断的主要思路。在线监测及故障诊断的系统结构具体如图1所示。

2二次回路在线监测及故障诊断的原理

2.1SV链路在线监测及故障诊断原理

若接收端装置在限定时间内未收到有效的SV或是GOOSE信息室，则会发出告警。比如，在继电保护设备的SV链路出现异常情况时，此时保护装置则难以获取相应的数据信息，需要经由站控层上报链路断线警报信息，此时网络报文装置则能够及时获取此类告警报文。然后根据报文信息，对网采以及网跳回路等内容进行统一的观测和接收，并借助发送方和接受方之间的数据对比，实现对链路实际运行状态的准确检测。而对于直采回路，由于其网采端口的独特性，无法与其它链路进行实时对比监视，致使技术人员难以对故障点予以准确定位，却能够在预先配置的基础上，对所有存在故障问题的线路点予以排查，同时结合其它二次装置的回路网采情况得出各处故障点发生概率。与此同时，由于直跳回路难以获取其它与之相关联的数据对比信息，因此只能依靠继电保护设备上传的告警信息确认故障点发生位置。

2.2交流回路在线监测及故障诊断原理

针对交流回路的在线监测，可借助网络报文装置以及继电保护设备对采集到的具体交流量信息数据予以综合判断。在智能变电站的运行中通常实行双AD采样工作，同时配备有双重化保护，经过对采样数值以及两套保护的实际采样值对比，得出它们的相对误差，同时还需保证误差值在阈值允许范围内，并且继电保护并未发出相斥告警，则判定双AD采样可同或是二次回路运行状态正常。若二者误差在阈值范围之外，并且继电保护设备发出的采样告警发出不一致告警，则认为交流回路发生异常。在实际运行中，主要是借助网络报文装置采集到的SV及继电保护设备MMS采样值实现回路诊断作业。

2.3保护动作在线监测及故障诊断原理

①双重化保护装置。此种配置保护主要是对AB套两路保护装置实际动作性为的发生一致性对继电保护设备的作业准确性予以判断的。主要检查内容包括动作与案件和出口时间，在这一过程中需要结合GOOSE开关量的实际时间得出出口时间差值，以此完成整项校验程序。②单重化保护装置。单重化保护装置主要是借助网络报文装置分析回路运行涉及到的各个模块，并对其进行模拟及对比，并实现交流回路运行状态的实时监测，借助测控装置所发出的位置信信息数据对比完成对开关量回路运行状态的实时监测作业。并将模拟量变化情况和当重化保护的实际动作逻辑进行有机结合，对动作行为准确性予以系统性分析。

3在线监测信息分析

3.1装置运行状态信息

装置运行状态信息主要包括以下三个方面的内容：①软硬件自检信息，这些自检信息主要是监测装置在其运行过程中呈现的温度、光强、电源电压等运行设备信息，这些信息为开展继电保护在线监测奠定基础，提供最真实的设备信息反映。②采样值，主要是各个支路电流、差动电流等信息，电力传输过程中一旦出现故障其电流也会变得异于平常，所以需要监测这些信息。③开关量，主要监测的是重要的开入量状态。长期进行设备运行状态的信息监测，一方面能够监测其故障的出现，另一方面，通过长期的数据记录能够积累下大量的设备日常运行数据，为后续的检修提供基础技术资料以及对比参考依据。

3.2保护动作信息

保护动作信息主要包含以下内容：①保护动作信号，主要涉及保护启动、保护动作元件的运行信号；②动作出口信号，具体来说是出口相别以及整组动作时间。

3.3告警信号信息

一旦二次回路出现异常，告警信号信息能够反映出相应的故障点信息，这样可以为快速、准确地发现相应故障、诊断其运行状态奠定基础，从而为检修人员进行后续检修提供基数数据，便于智能变电站的维修。具体来说，告警信号信息主要包含以下三方面内容：①采样值异常告警，诸如SV链路的中断、品质异常以及检修状态异常、CT/PT断陷等信息都会出现异常告警，通过信息监测能发现运行过程中异于平常的运行数据，一旦数据异常将发生告警；②开入量异常告警，对于设备运行中的开入量的异常、GOOSE的检修异常以及链路中断等情况都会发出异常告警；③装置异常告警，在发生闭锁情况和失电的情况下会发生告警。

4结语

综上所述，智能变电站运行的过程中继电保护二次回路受到各类因素的影响极易发生运行故障利用在线监测与诊断技术能够及时发现故障精准定位故障位置响应报警系统以便能及时做好故障处理避免造成较大的事故。

参考文献

[1]浅议智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].杨晓西.中国新技术新产品.2017(21).

[2]智能站继电保护二次回路在线监测与故障诊断[J].李东福.环球市场,2016(19).

作者介绍

姜思坤（1986.02.02），性别:男;籍贯:山东昌邑；民族:汉;学历:本科；职称:工程师;职务:二次检修技术;研究方向:继电保护；单位:国网潍坊供电公司。

张晓（1984.02.25），性别:女；籍贯:河北邢台；民族：汉族；学历：硕士研究生；职称:工程师;研究方向：继电保护；单位:国网潍坊供电公司。