淺議智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術

黃楠

【摘 要】為了提高智能變電站繼電保護裝置相關二次回路的可靠性，提出一種基于多參信息量的繼電保護二次回路在線監測及故障診斷方法。通過對SV、GOOSE、MMS 報文的監測及分析，研究了過程層和站控層鏈路異常信息的特征，并提出了SV、GOOSE網絡的斷鏈、數據異常和同步性分析與預警策略。對于繼電保護裝置，提出二次回路在線狀態監測方法、采樣值異常、開關量監視及異常預警策略。通過網絡報文記錄分析裝置或保護狀態監測及診斷裝置，將保護設備及二次回路各環節發生故障時的典型告警信息收集、分析、上傳，構建一套繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統。

【關鍵詞】二次回路；在線監測；故障診斷；繼電保護

在智能變電站中，傳統的二次回路逐漸被通信網絡所替代，傳統的物理電氣信號也不再進行使用，更多的選擇數字信號，將所有二次設備基于網絡連接在一起，實現在線監測[1]。但是目前在線監測需要技術人員從網絡報文記錄設備中提取的內容數據進行系統的異常分析，因為網絡報文記錄的數據量非常大，嚴重影響了對異常分析的質量，工作人員很難根據記錄的信息定性、定量分析故障特征，將很多重要信息遺漏，進而無法制定出完整的二次回路的預警和保護方案，不利于整個系統的安全穩定運行。

一、智能變電站繼電保護技術的優勢

隨著通信技術和互聯網技術的發展，數據信息等大部分資源實現了共享，變電站利用這些新技術以及新信息，逐漸向智能化發展。智能變電站中的繼電保護占用重要地位，具有非常重要的作用。為了確保傳統的變電站繼電保護設備能夠正常運行使用，就需要工作人員定期進行檢測，一旦發現設備的指標出現問題，就必須停止使用，找維修人員來全面檢查并按規定的數據要求進行調試，只有測試通過以后，才可以繼續使用。智能變電器利用先進的信息化測控技術，和傳統工作形式比較，在繼電保護方面有了很大的改進，不僅提高了工作效率和質量，促進繼電設備使用過程中更加穩定，還大大減少了維修時間，節約了大量的人力成本[2]。主要體現在以下幾個方面：

第一，智能變電站利用許多不同的線路來完成繼電保護，而且在運行使用過程中，各個繼電設備之間配合的非常好。此外，在對各個線路和設備進行調試時，采用的方式更為先進。

第二，在運行過程中，如果電網出現了問題，智能變電站的繼電保護可以利用智能化控制來實現自動調節功能，如果通過自動調節的辦法還解決不了問題，再讓相關工作人員來進行人工調試。這樣很大程度上節約了人力成本。

第三，在對智能變電站的繼電設備診斷方面，和傳統方式相比較，智能變電站可以進行二次自動化診斷，在設備的使用過程中，即使出現一些很小的問題，系統通常能夠及時自動修正，即便不能修正好，也可以找到問題的關鍵所在，為相關工作人員順利完成檢修提供了很大的幫助。智能變電站的這個優勢，能夠有效減少相關人員的巡檢工作量，節約了人力成本。

二、在線監測信息分析

實線包圍的部分為在線監測系統的主要組成部分。在線監測方面的信息按種類進行劃分，大致可以分成三類，即設備運行情況相關信息和告警情況相關信息以及保護動作相關信息。

設備運行情況相關信息通常涉及電源溫度、電壓溫度以及設備運行溫度等關于硬件軟件方面的自動檢測信息。通過監測設備運行情況的相關信息，可以得到大量的信息資料，為之后的檢修設備工作提供了強有力的數據支持。

三、二次回路故障診斷

3.1 SV/GOOSE鏈路診斷

在規定的頻率下，系統的接收端能夠收到SV/GOOSE 發過來的信息，一旦在這個頻率下SV/GOOSE發過來的信息忽然中斷，系統會自動發出告警。每個設備系統在網采以及網跳回路方面的觀測源相同，能夠互相比較觀測源與不同接收設備的鏈路監測狀況，通過分析能夠準確找到設備鏈路出現問題的位置。直采回路和網采的SV端口不同，這樣就不可以通過互相比較來分析鏈路狀況，從而非常不容易找到出現問題的具體位置。針對直采回路的問題，就必須找出所有可能的故障點，再結合網采回路進行分析研究，從而找到關鍵問題點。

3.2交流回路情況診斷

在監測交流量的過程中，要采集繼電保護設備以及網絡報文記錄分析設備的有效信息，并通過整體分析來準確判斷。采樣類型通常是雙AD采樣，經過比較分析兩種設備的采樣數據來判斷二次回路是否為正常使用狀態。

3.3保護動作診斷

對保護動作進行診斷時，主要包括兩種配置保護設備，即單重化和雙重化。監測交流回路情況時，通過比較網絡報文模擬量和單重化配置保護設備的位置信號，分析開關量的回路情況。此外，通過分析模擬量的具體變化狀況和單重化配置保護設備的保護動作邏輯，判斷保護動作的整體準確度。雙重化配置保護設備是通過檢測兩套保護設備的動作來判斷設備整體保護動作的準確度。

故障診斷專家系統是狀態檢修中的關鍵環節，它以設備的狀態信息監測為基礎，運用專家知識庫中存儲的大量領域知識和經驗，提取反映二次設備運行狀態的自檢信息，通過模擬人類專家的思維決策過程對信息進行推理和判斷，判斷設備是否存在故障，確定故障的原因、位置及性質，得出分析結論，指導維修計劃。

四、結束語

隨著變電站智能技術的不斷發展，傳統的二次回路逐漸被通信網絡取代，促進繼電保護二次設備向網絡化和自動化發展。相關部門要加強對在線監測和故障診斷技術的分析，不斷提高效率。

【參考文獻】

[1] 篤峻，葉翔，葛立青，楊貴，周奕帆.智能變電站繼電保護在線運維系統關鍵技術的研究及實現[J]. 電力自動化設備，2016（7）：163～168+175.

[2] 葉遠波，孫月琴，黃太貴，郭明宇，黃勇.智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術[J]. 電力系統保護與控制，2016（20）：148～153.