智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術研究

摘 要：變電站繼電保護二次回路運行風險大，故障發生率高，對電網運行穩定性的提升不利。基于此，本文介紹了智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統的構成，分析了信息的采集方向，強調了加強在線監測與故障診斷的重要性。重點從信息的獲取與采集、物理鏈路、邏輯鏈路三方面，闡述了相應監測與診斷技術的應用方法。通過對技術應用效果的觀察，證實了技術應用價值。

關鍵詞：智能變電站；繼電保護；二次回路；在線監測；故障診斷

繼電保護系統為電力系統的主要組成部分，受環境及人為因素的影響，二次回路運行過程中，極容易發生故障。智能變電站的出現，為二次回路故障發生率的降低，奠定了基礎。利用智能變電站在信息傳輸、數據獲取，以及預警等方面的功能。有關人員可實現對二次回路運行狀況的實時評估，及時發現其故障。從而使二次回路的運行安全性，能夠得以提升。

1 繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統的構成及信息傳輸方式

1.1 系統的構成

智能變電站中，繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統，由物理鏈路與邏輯鏈路兩部分構成：（1）物理鏈路：本系統的物理鏈路，由裝置二次回路、光纖接口、接口插件三部分構成。三者中，裝置二次回路的功能，在于確保電力系統繼電保護的功能得以實現。光纖接口以及接口插件的功能，則在于確保數據的傳輸得以實現。[1]（2）邏輯鏈路：本系統的邏輯鏈路，由發送端、接收端、GOOSE、SV等部分構成。其中發送端的功能，主要在于對系統采集到的二次回路運行數據進行發送。接收端的功能，則在于接收系統所發送的信息。在上述各部分功能的共同發揮下，繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統，方可實現對二次回路運行狀態的評估，從而及時發現異常。

1.2 信息采集方向

為實現對繼電保護二次回路運行狀態的監測，從而及時發現故障。本系統應著重對“狀態運行信息”、“預警信息”進行了采集。狀態運行信息，包括軟硬件自檢測信息、采樣信息等多種。以前者為例：繼電保護二次回路運行過程中，軟件與硬件連續運行后，必然產生一定的熱量。如運行溫度過高，故障的發生風險，也將明顯提升。[2]采集軟硬件自檢測信息的意義，不僅及時發現上述問題，而且及時對故障進行預防。系統需監測的預警信息，以SV檢修信息、CT/PT斷線信息為主。為有效區分各類信息，本系統將二次回路的運行狀態，分為了穩態、暫態與故障態三種類型。系統獲取信息后，會立即按照上述標準，對二次回路的運行狀態進行評價，從而為工作人員體提供相應的數據。

2 智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術的應用及效果

2.1 技術的應用方法

2.1.1信息的獲取與采集

智能變電站中，繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統，共有兩種信息獲取與采集方式：（1）經測控裝置轉發數據：當二次回路運行后，本系統的傳感器，可實時采集其運行信息。并通過GOOSE、SV網絡配置，將信息發送給測控裝置。測控裝置收到信息后，會立即對數據進行處理。使其能夠成為規范的報文，被上報給監測系統。從而使工作人員，能夠對二次回路的運行狀態進行監測。（2）經網絡分析儀轉發數據：二次回路運行時，系統傳感器采集信息后，同樣可將其傳輸至網絡分析儀中。網絡分析儀捕捉信息后，會將其存儲在過程層中，在在線監測信息報文的同時，對報文進行解析。解析完成后的報文，會以MMS的形式，被發送給監測系統，供工作人員使用。

2.1.2物理鏈路監測與故障診斷

以物理鏈路中的光纖鏈路為例，當本系統運行時，系統對光纖通信的監測，需在接收方完成。一旦光纖鏈路出現異常，接收方將無法接收到二次回路的運行數據。此時，則表明二次回路的光纖鏈路已經出現了故障。當所有光纖鏈路異常對應的發送端口，均相互一致的情況下。故障多集中在信息發送端、光纖以及接口端口處。工作人員可利用上述特征，對二次回路故障的來源進行定位。假設所有光纖鏈路異常，所對應的發送插件，均相互一致，則可認定故障處于插件部位。此時，工作人員僅需對二次回路插件進行維護，既可使故障被解決。假設光纖鏈路的異常，對應的發送裝置相同。則可認定二次回路的故障，來源于發送端的設備。此時，對上述設備給予維修，即可解決故障。

2.1.3邏輯鏈路監測與故障診斷

工作人員可通過觀察報文的方式，判斷繼電保護二次回路的邏輯鏈路，是否存在異常。具體方法如下：（1）將SCD文件，導入在線監測系統。對GOOSE網絡配置、SMV，以及DataSet進行讀取。（2）得到讀取數據后，需立即構建FCDA，使其與GSE，以及SMV建立起關聯。（3）對通信節點進行檢索，判斷發送端、接收端以及端口信息，是否存在異常。采用上述方式檢索后，一旦發送配置與接收配置之間，出現不匹配的現象。系統會立即發出警告信號，提醒相關人員邏輯鏈路存在異常。而工作人員則可根據系統的預警，定位故障的來源，并對其進行處理，從而使二次回路的邏輯鏈路，能夠正常運行。

2.2 技術的應用效果

通過現場模擬試驗的方式，對技術的應用效果進行了觀察，結果顯示，當二次回路故障發生后，在線故障檢測與故障診斷系統，可立即識別故障。上述試驗分析結果表明，在線監測與故障診斷技術的應用，可有效提高二次回路故障的發現效率，提高電網運行的安全性與穩定性。

3 結論

綜上所述，通過設計物理鏈路與邏輯鏈路的方式，對繼電保護二次回路進行了監測，并對其故障進行了診斷。不僅降低了二次回路故障發生的幾率，且提高了電網運行的安全性。該研究表明，各項技術的應用，具有較強的可行性。建議我國電力企業充分發揮智能變電站的優勢，及時獲取繼電保護二次回路的運行信息。為電力系統的穩定運行，以及電力企業的長遠發展提供保證。

參考文獻：

[1]白一含.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[J].綠色環保建材，2018，16（05）：232.233.

[2]徐啟源.電流二次回路兩點接地引起繼電保護誤動分析與防范措施[J].科技創新與應用，2017，28（32）：85.86.

[3]曹海歐，高翔，楊毅，印吉景.基于全模型SCD二次系統在線監測及智能診斷應用分析[J].電力系統保護與控制，2016，4414：136.141.

作者簡介：鄺瑞錫（1988.），男，漢族，本科，工程師，專業方向：電力工程技術。