繼電保護相關二次回路的在線狀態檢測技術研究

王義超　牟新

摘 要：科學技術的發展，使得各種各樣的新設備和新技術不斷涌現，社會對于電力的需求不斷提高，推動了電力系統的快速發展。在這種情況下，傳統的檢修模式無法及時發現系統中存在的故障，影響了供電的穩定性和可靠性。因此，引入在線狀態檢測技術，對電力系統進行診斷和檢修，成為一種必然趨勢。文章結合繼電保護二次回路狀態檢修的必要性，對其在線狀態檢修技術進行了研究和討論。

關鍵詞：繼電保護；二次回路；在線狀態檢測技術

前言

計算機技術、電力電子技術以及現代通信技術等的快速發展，使得電力系統中二次設備的狀態檢測成為了可能。以狀態檢測替代傳統的周期檢測，能夠有效減少設備的停運時間，提高設備運行的可靠性和穩定性，同時也能夠減少設備檢修的工作量和費用。大量的研究實踐表明，繼電保護二次回路問題是引發保護系統事故的主要原因，但是由于其相對復雜，想要對其實行有效的狀態檢測是非常困難的，需要相關技術人員的深入研究。

1 繼電保護二次回路狀態檢測的必要性

首先，在可能導致繼電保護誤動的各種因素中，繼電保護裝置自身的缺陷占據了相當大的比重，但是，通過現有的定期校驗和周期性檢測的方式，并不能及時發現其中存在的隱患，也就無法對故障進行有效的預防和控制。例如，主變差動保護如果存在問題，可能會導致三次諧波在切除時產生誤動，但是在對主變進行年度檢查時，并沒有這一項的檢測。同時，周期性檢測的方式無法實現對許多繼電保護裝置故障原因的準確定位，尤其是對于外部干擾引發的誤動，只能通過抗干擾措施進行應對。其次，對于繼電保護二次回路中引發的多數事故，周期性檢測的方式一般都能夠及時發現隱患，通過對這些隱患的分析和深入研究，微機保護校驗項目的重點，應該從以往的定值復核以及功能邏輯確認轉移到二次回路的檢查方面。再者，繼電保護裝置從設計、選型到最終的投產實驗，應該做好嚴格的把關，按照相關標準和規范，對其進行驗收工作，切實保證裝置的安全穩定運行。不僅如此，在新設備投入運行的第一年，還應該嚴格參照《繼電保護及電網安全自動裝置檢驗條例》的要求，進行交接性檢驗工作[1]。

2 繼電保護二次回路的在線狀態檢測技術

2.1 交流二次回路

對繼電保護系統進行的大量研究表明，交流二次回路異常是導致系統保護失效的主要原因之一。因此，做好交流二次回路的在線狀態檢測是非常重要的。通常情況下，在變電站中，交流二次回路包括了電流電壓互感器二次線圈、合并單元、通信接口等，其中任何一個環節出現問題，都可能對設備交流采樣結果的準確性造成影響。這里對當前兩種比較常用的交流二次回路在線狀態檢測技術進行分析。

（1）雙重化配置保護裝置：在我國電網運行的相關規范中規定，220kV及以上系統的電流電壓互感器應該提供兩組保護用二次線圈，使得雙重化配置保護的交流輸入回路能夠相互獨立。考慮到系統觀測的同源性，以繼電保護信息系統對雙重化配置保護裝置中的電壓和電流進行采集，結合采集到的數據進行分析，若兩套保護裝置的相對誤差在允許范圍內，則其處于正常工作狀態；若相對誤差超出允許范圍，則認為至少有一套保護的交流二次回路出現了異常，需要進行設備的狀態檢修工作。（2）單重化配置保護裝置：主保護與后備保護分開配置的單重化配置保護，交流二次回路應該相互獨立，分別接入兩套不同的保護裝置。可以分別對主保護和后備保護進行相應的采樣和誤差分析，單重化配置保護可以通過對測控設備、保護裝置等的交流采樣值進行采集，實現誤差的分析，從而判斷交流二次回路的狀態是否正常[2]。

2.2 開關量輸入二次回路

通過開關量輸入二次回路，繼電保護裝置能夠對保護的動作信號、加速信號、閉鎖信號以及斷路器的分合閘位置信號等進行采集，而這些信號直接關系著繼電保護裝置功能邏輯的正常運行。開關量輸入二次回路在線狀態檢測有以下兩種方式：（1）單套保護裝置：為了確保電力系統出現故障時，繼電保護裝置能夠可靠動作，應該在保護中引入母差保護動作、失靈保護啟動等，這些開關量對于繼電保護裝置的動作有著直接的影響。在單套保護裝置中，加入相應的保護動作性超時判斷邏輯，就能夠實現對相應開關量輸入二次回路的在線狀態檢測。同時，繼電保護裝置可以通過增加功能邏輯及開關量輸入回路的方式，實現對一次設備輔助接點的狀態檢測；如果條件允許，可以在狀態檢測過程中，以電流量作為輔助判據，將會有更好的效果。（2）雙套保護裝置：按照國家電網公司提出的“六統一”設計原則，可以將失靈啟動開入、斷路器輔助接點等開入量二次回路同時接入到雙重化配置保護中，同一間隔的兩套保護所對應的開入量狀態應該保持一致。利用保護信息系統，可以實現對雙套配置保護所采集的同一間隔開入量進行相應的采集和分析，若兩者的狀態不對應，則可以判定二次回路存在異常。這種檢測方法直接簡單，可以對各種異常狀態進行檢測，實現對于開入量二次回路的在線狀態檢測[3]。

2.3 斷路器二次回路

在傳統變電站中，斷路器的二次操作回路主要是純硬件回路，并不具備在線檢測的條件，雖然許多技術人員相繼設計了一些對斷路器二次操作回路的工作狀態進行檢測的方法，但是這些方法都存在著各種各樣的問題和缺陷。而在智能變電站中，智能終端與斷路器的連接仍然是傳統的硬接線模式，同樣不具備在線狀態檢測的能力。對此，這里提出了一種二次操作回路的在線狀態檢測方法，在傳統保護斷路器的基礎上，加入了斷路器位置輔助接點狀態作為輔助判據，能夠實現對斷路器二次操作回路的在線檢測功能。二次操作回路的在線檢測判據能夠對斷路器跳合閘的位置信息進行檢測，結合斷路器輔助接點開入量狀態，能夠實現對二次回路異常工況的準確定位。若輔助接點狀態異常，則設備會發出相應的告警信號；若輔助接點狀態正常，認為檢測到的斷路器位置信息真實可信，能夠作為二次回路在線狀態檢測的判據。同時，利用該判據，繼電保護裝置可以實現對斷路器二次操作回路工作狀態的在線檢測，實現對二次回路異常工況發生位置的準確判定，并將檢測到的相關信息通過繼電保護信息系統，傳輸至監控中心，從而提高斷路器二次回路的監控效果和監控水平[4]。

3 結束語

總而言之，在電力系統中，繼電保護二次回路的可靠性直接關系著系統的運行安全，需要引起足夠的重視。在繼電保護相關二次回路中，應用在線狀態檢測技術，以狀態檢測取代傳統的周期性檢測，能夠及時發現二次回路中存在的隱患和問題，同時實現對故障的快速準確定位，為故障的處理工作提供相應的支持，進而確保電力網絡的安全穩定運行。

參考文獻

[1]史大海.繼電保護二次回路狀態檢測與評估[J].科技致富向導，2014（30）：125.

[2]陳昕，陸淑華.繼電保護二次回路狀態檢測技術探究[J].機電信息，2013（24）：88-89.

[3]王春蕓.繼電保護二次回路狀態檢測與評估[D].浙江大學，2009.

[4]葉遠波，孫月琴，黃太貴，等.繼電保護相關二次回路的在線狀態檢測技術[J].電力系統自動化，2014，38（23）：108-112.