智能變電站二次系統故障診斷方法的分析

張欽

摘 要 智能變電站的系統設備分為一次設備和二次設備，二次系統作為智能變電站系統的重要組成部分，對整個系統的安全、穩定運行有直接影響。隨著智能變電站智能化水平的不斷提高，二次系統也面臨著更大的運行壓力，必須采用有效的故障診斷方法，及時發現、排除二次系統故障，為系統的正常運行提供保障。本文將對智能變電站二次系統故障進行簡單介紹，在此基礎上，探討二次系統的故障診斷方法與調試方法，以期提高系統運行的可靠性。

關鍵詞 智能變電站；二次系統；故障診斷；方法

中圖分類號 TP2 文獻標識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）06-0047-01

智能變電站二次系統是變電站系統的重要組成部分，其在運行過程中，可能出現多種類型的系統故障，會對智能變電站系統的安全運行造成較大影響。本文首先分析了二次系統的常見系統故障，包括母差保護故障、智能終端故障和GOOSE通信故障等，然后對系統的故障診斷方法進行探討，希望能夠促進智能變電站二次系統運行穩定性的提高。

1 智能變電站常見的二次系統故障

1.1 母差保護故障

智能變電站的母差保護故障的現象較為明顯，一旦發生母差保護故障，系統會發出警告。一般的故障原因是母差保護裝置失電，雖然在系統發出警告后，該故障可以在1s內回復，但是也會對變電站二次系統的運行產生較大影響。在發生母差保護故障時，用對電源系統進行重點檢查，許多母差保護故障時由于電源問題引起的[ 1 ]。

1.2 智能終端故障

智能終端故障是智能變電站二次系統故障中的常見類型，其具體表現為在終端信號無操作的情況下，系統出現“裝置閉鎖”信息，而且無法自動回復正常。出現這種故障的原因可能是設備本身的問題，也可能是由于定值設置不準確，一般由后者引起的智能終端故障較多。需要采用調試工具進行檢修，重新設計內部數據，并將設計信息重置后復歸[ 2 ]。

1.3 GOOSE通信故障

GOOSE通信中斷智能變電站常見的通信故障，在變電站送電過程中，可能會出現開關設備、智能設備無變化，后臺報出GOOSE通信故障的問題。出現這一問題主要是由通信設備或系統設置問題引起的，比如硬件沒有連接好，通信設置不合理等，都會造成通信中斷。如果這些方面沒有問題，還要對電源系統進行排查，也可能是由于電源插件松動，未達到通信設備的供電標準，所以導致通信中斷[ 3 ]。

2 二次系統故障診斷方法

2.1 故障特征信息的分析處理

對故障特征信息進行搜集和分析，是進行故障斬斷的第一步，也是最主要的環節。故障特征信息分析可以為故障診斷提供依據，降低診斷難度。一般通過在線監測獲取故障特征信息，采用“三層兩網”的框架狀態對系統進行監測。在線監測系統的作用是監測系統運行狀態，診斷系統故障信息，在二次系統中的應用，有利于消除系統盲點，強化自檢功能，提高系統故障特征信息的分析處理效率。一般故障特征信息主要集中在保護系統、通信系統和入侵控制系統中。保護系統包括終端文件監視系統、保護元件監視系統等。通信系統包括網絡通信監視系統、通信協議監視系統等。入侵控制系統包括物理訪問終端控制、網絡訪問控制等。在進行故障特征信息的收集和整理時，要從這些系統中全面地獲取故障特征信息。

2.2 建立故障診斷模型

智能變電站的二次系統故障診斷模型的建立以專家系統為主，主要包括4個模塊，即數據庫、知識庫、人機接口和推理機。其中知識庫是專家系統的核心，可執行計算、推理等操作，是故障診斷的集合模塊。建立故障診斷模型可以對二次系統的運行狀況進行全面監督，同時能夠發揮對系統的控制和保護作用。一旦智能變電站的二次系統發展故障，診斷模型會立即運作，發出警告，警告信息迅速傳遞到通信網絡內，為故障分析提供依據。并且根據故障特征信息的表現，由專家系統進行分析，得出故障結論，從而制定有效的故障排除方案[4]。

具體的故障診斷方法有配置診斷、IED裝置診斷、綜合診斷等。這些診斷方法在二次系統故障診斷中具有重要作用，是二次系統穩定運行的基本保障。配置診斷方法主要是對系統內部的智能設備配置故障進行診斷，包括開關配置、測控配置等，采用通信報文發送診斷信息。IED裝置診斷法主要分為兩類，一是通信中斷故障的診斷，二是功能異常故障的診斷。綜合診斷法主要是對二次系統的拒動、誤動故障進行診斷，可以避免大范圍停電。這些診斷方法的應用極大地提高了二次系統故障診斷和排查的效率，為系統的可靠運行提供了保障。

2.3 故障診斷推理

故障診斷推理被用于智能變電站二次系統故障的預測和排查，通過對系統運行狀態的分析，推理出系統可能發生的故障和存在的隱患。故障診斷推理的方法主要包括規則推理、精確推理、產生式推理三種。規則推理是全面分析系統運行的各項信息，與知識庫內的條件進行匹配，如果匹配成功，則表示二次系統可能存在某方面故障，應根據具體情況及時排查。精確推理具有較強的適應性，不受田間限制，能夠對已經出現故障的設備進行準確推理，為設備的維護檢修提供方便。產生式推理是事實到推理或推理到事實的過程，由于目前二次系統的智能設備有限，不需要依靠警告信息，就能找到故障根源[5]。

3 二次系統調試方法

3.1 單體調試方法

單體調試方法主要應用在間隔層，包括網絡交換機的調試、智能終端的調試等。對網絡交換機進行調試主要是檢查其內部的線路連接情況，確保其性能滿足系統需求。智能終端的調試應確保系統達到安全接地狀態，確保各項回路均處于正常狀態，特別是對GOOSE報文功能進行調試，保證智能終端的穩定運行[6]。

3.2 分系統調試方法

分系統調試在單體調試的基礎上進行，進一步強化二次系統性能，排除故障隱患，降低故障發生幾率和故障診斷的壓力。分系統調試主要包括監控調試、繼電保護調試和遠動通信調試。在進行監控調試時，需要檢查系統各個層面的運行狀況，對其進行邏輯驗證，完善故障處理方法。繼電保護系統是二次系統故障斬斷的核心，對繼電保護系統進行調試，可以提高繼電保護水平，為故障診斷提供支持。遠動通信調試主可以提高變電站二次系統的智能化水平，消除故障隱患，降低故障診斷的復雜性。

4 結論

智能變電站的二次系統對于整個站內系統的運行由重要影響，可以為變電站運行提供保護，應采用科學有效的故障診斷方法，提高二次系統的故障診斷能力，確保智能變電站的穩定運行。智能變電站比一般變電站對二次系統的依賴性更強，應按照故障診斷結果對二次系統進行調試，提高二次系統運行的可靠性。本文主要介紹了智能變電站二次系統的故障診斷方法和調試方法，希望能為智能變電站二次系統的故障診斷提供參考。

參考文獻

[1]邱智勇，高翔，陳建民，等.基于鏡像技術的智能變電站二次系統隱性故障診斷研究[J].電氣技術，2016（8）：89-94.

[2]王俊山.計及二次系統的智能變電站故障診斷方法研究[D].濟南：山東大學，2016.

[3]孫莉君，董科研，許曉峰，等.智能變電站二次設備故障診斷系統的研究[J].沈陽工程學院學報：自然科學版，2016（1）：55-60.

[4]薛震.智能變電站二次設備在線監測與故障診斷研究[D].濟南：山東大學，2015.

[5]高兆麗.智能變電站過程層故障診斷與狀態評估技術研究[D].濟南：山東大學，2015.

[6]葛立青，趙光元，楊凡，等.智能變電站二次回路故障診斷方法研究[J].智能電網，2014（6）：28-31.