淺議智能變電站繼電保護二次回路在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)

黃楠

【摘 要】為了提高智能變電站繼電保護裝置相關(guān)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(jiān)測及故障診斷方法。通過對SV、GOOSE、MMS 報文的監(jiān)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(wǎng)絡(luò)的斷鏈、數(shù)據(jù)異常和同步性分析與預(yù)警策略。對于繼電保護裝置，提出二次回路在線狀態(tài)監(jiān)測方法、采樣值異常、開關(guān)量監(jiān)視及異常預(yù)警策略。通過網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析裝置或保護狀態(tài)監(jiān)測及診斷裝置，將保護設(shè)備及二次回路各環(huán)節(jié)發(fā)生故障時的典型告警信息收集、分析、上傳，構(gòu)建一套繼電保護二次回路在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】二次回路；在線監(jiān)測；故障診斷；繼電保護

在智能變電站中，傳統(tǒng)的二次回路逐漸被通信網(wǎng)絡(luò)所替代，傳統(tǒng)的物理電氣信號也不再進行使用，更多的選擇數(shù)字信號，將所有二次設(shè)備基于網(wǎng)絡(luò)連接在一起，實現(xiàn)在線監(jiān)測[1]。但是目前在線監(jiān)測需要技術(shù)人員從網(wǎng)絡(luò)報文記錄設(shè)備中提取的內(nèi)容數(shù)據(jù)進行系統(tǒng)的異常分析，因為網(wǎng)絡(luò)報文記錄的數(shù)據(jù)量非常大，嚴重影響了對異常分析的質(zhì)量，工作人員很難根據(jù)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(yù)警和保護方案，不利于整個系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

一、智能變電站繼電保護技術(shù)的優(yōu)勢

隨著通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)信息等大部分資源實現(xiàn)了共享，變電站利用這些新技術(shù)以及新信息，逐漸向智能化發(fā)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(tǒng)的變電站繼電保護設(shè)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(fā)現(xiàn)設(shè)備的指標出現(xiàn)問題，就必須停止使用，找維修人員來全面檢查并按規(guī)定的數(shù)據(jù)要求進行調(diào)試，只有測試通過以后，才可以繼續(xù)使用。智能變電器利用先進的信息化測控技術(shù)，和傳統(tǒng)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(zhì)量，促進繼電設(shè)備使用過程中更加穩(wěn)定，還大大減少了維修時間，節(jié)約了大量的人力成本[2]。主要體現(xiàn)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(shè)備之間配合的非常好。此外，在對各個線路和設(shè)備進行調(diào)試時，采用的方式更為先進。

第二，在運行過程中，如果電網(wǎng)出現(xiàn)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(xiàn)自動調(diào)節(jié)功能，如果通過自動調(diào)節(jié)的辦法還解決不了問題，再讓相關(guān)工作人員來進行人工調(diào)試。這樣很大程度上節(jié)約了人力成本。

第三，在對智能變電站的繼電設(shè)備診斷方面，和傳統(tǒng)方式相比較，智能變電站可以進行二次自動化診斷，在設(shè)備的使用過程中，即使出現(xiàn)一些很小的問題，系統(tǒng)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(guān)鍵所在，為相關(guān)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(yōu)勢，能夠有效減少相關(guān)人員的巡檢工作量，節(jié)約了人力成本。

二、在線監(jiān)測信息分析

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

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

三、二次回路故障診斷

3.1 SV/GOOSE鏈路診斷

在規(guī)定的頻率下，系統(tǒng)的接收端能夠收到SV/GOOSE 發(fā)過來的信息，一旦在這個頻率下SV/GOOSE發(fā)過來的信息忽然中斷，系統(tǒng)會自動發(fā)出告警。每個設(shè)備系統(tǒng)在網(wǎng)采以及網(wǎng)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(shè)備的鏈路監(jiān)測狀況，通過分析能夠準確找到設(shè)備鏈路出現(xiàn)問題的位置。直采回路和網(wǎng)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(xiàn)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(jié)合網(wǎng)采回路進行分析研究，從而找到關(guān)鍵問題點。

3.2交流回路情況診斷

在監(jiān)測交流量的過程中，要采集繼電保護設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析設(shè)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(jīng)過比較分析兩種設(shè)備的采樣數(shù)據(jù)來判斷二次回路是否為正常使用狀態(tài)。

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(shè)備，即單重化和雙重化。監(jiān)測交流回路情況時，通過比較網(wǎng)絡(luò)報文模擬量和單重化配置保護設(shè)備的位置信號，分析開關(guān)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(shè)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(shè)備是通過檢測兩套保護設(shè)備的動作來判斷設(shè)備整體保護動作的準確度。

故障診斷專家系統(tǒng)是狀態(tài)檢修中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它以設(shè)備的狀態(tài)信息監(jiān)測為基礎(chǔ)，運用專家知識庫中存儲的大量領(lǐng)域知識和經(jīng)驗，提取反映二次設(shè)備運行狀態(tài)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(shè)備是否存在故障，確定故障的原因、位置及性質(zhì)，得出分析結(jié)論，指導維修計劃。

四、結(jié)束語

隨著變電站智能技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的二次回路逐漸被通信網(wǎng)絡(luò)取代，促進繼電保護二次設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)化和自動化發(fā)展。相關(guān)部門要加強對在線監(jiān)測和故障診斷技術(shù)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(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及實現(xiàn)[J]. 電力自動化設(shè)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(jiān)測與故障診斷技術(shù)[J]. 電力系統(tǒng)保護與控制，2016（20）：148～153.