智能變電站繼電保護(hù)二次回路的在線監(jiān)測及故障

張瓊鈺

摘要：受到智能化技術(shù)的發(fā)展，通信網(wǎng)絡(luò)鎖的應(yīng)用不斷取代傳統(tǒng)的二次回路，從而促進(jìn)了繼電保護(hù)二次設(shè)備的自動化發(fā)展。但目前智能化技術(shù)的普及依然不夠全面，導(dǎo)致大量的電力企業(yè)依然使用的是傳統(tǒng)的二次回路電氣設(shè)備，其中做好設(shè)備的在線監(jiān)測運(yùn)行以及故障分析將成為一項(xiàng)非常重要的工作。

關(guān)鍵詞：變電站繼電保護(hù)二次回路;在線監(jiān)測;故障診斷分析

一、繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成及信息傳輸方式

1.1系統(tǒng)的構(gòu)成

智能變電站中，繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，由物理鏈路與邏輯鏈路兩部分構(gòu)成：（1）物理鏈路：本系統(tǒng)的物理鏈路，由裝置二次回路、光纖接口、接口插件三部分構(gòu)成。三者中，裝置二次回路的功能，在于確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的功能得以實(shí)現(xiàn)。光纖接口以及接口插件的功能，則在于確保數(shù)據(jù)的傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。（2）邏輯鏈路：本系統(tǒng)的邏輯鏈路，由發(fā)送端、接收端、GOOSE、SV等部分構(gòu)成。其中發(fā)送端的功能，主要在于對系統(tǒng)采集到的二次回路運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。接收端的功能，則在于接收系統(tǒng)所發(fā)送的信息。在上述各部分功能的共同發(fā)揮下，繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)，方可實(shí)現(xiàn)對二次回路運(yùn)行狀態(tài)的評估，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。

1.2信息采集方向

為實(shí)現(xiàn)對繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。本系統(tǒng)應(yīng)著重對“狀態(tài)運(yùn)行信息”、“預(yù)警信息”進(jìn)行了采集。狀態(tài)運(yùn)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(hù)二次回路運(yùn)行過程中，軟件與硬件連續(xù)運(yùn)行后，必然產(chǎn)生一定的熱量。如運(yùn)行溫度過高，故障的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，也將明顯提升。采集軟硬件自檢測信息的意義，不僅及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述問題，而且及時(shí)對故障進(jìn)行預(yù)防。系統(tǒng)需監(jiān)測的預(yù)警信息，以SV檢修信息、CT/PT斷線信息為主。為有效區(qū)分各類信息，本系統(tǒng)將二次回路的運(yùn)行狀態(tài)，分為了穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)與故障態(tài)三種類型。系統(tǒng)獲取信息后，會立即按照上述標(biāo)準(zhǔn)，對二次回路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評價(jià)，從而為工作人員體提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

二、在線監(jiān)測信息分析

2.1裝置運(yùn)行狀態(tài)信息

裝置運(yùn)行狀態(tài)信息主要包括以下三個(gè)方面的內(nèi)容：①軟硬件自檢信息，這些自檢信息主要是監(jiān)測裝置在其運(yùn)行過程中呈現(xiàn)的溫度、光強(qiáng)、電源電壓等運(yùn)行設(shè)備信息，這些信息為開展繼電保護(hù)在線監(jiān)測奠定基礎(chǔ)，提供最真實(shí)的設(shè)備信息反映。②采樣值，主要是各個(gè)支路電流、差動電流等信息，電力傳輸過程中一旦出現(xiàn)故障其電流也會變得異于平常，所以需要監(jiān)測這些信息。③開關(guān)量，主要監(jiān)測的是重要的開入量狀態(tài)。長期進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息監(jiān)測，一方面能夠監(jiān)測其故障的出現(xiàn)，另一方面，通過長期的數(shù)據(jù)記錄能夠積累下大量的設(shè)備日常運(yùn)行數(shù)據(jù)，為后續(xù)的檢修提供基礎(chǔ)技術(shù)資料以及對比參考依據(jù)。

2.2保護(hù)動作信息

保護(hù)動作信息主要包含以下內(nèi)容：①保護(hù)動作信號，主要涉及保護(hù)啟動、保護(hù)動作元件的運(yùn)行信號;②動作出口信號，具體來說是出口相別以及整組動作時(shí)間。

2.3告警信號信息

一旦二次回路出現(xiàn)異常，告警信號信息能夠反映出相應(yīng)的故障點(diǎn)信息，這樣可以為快速、準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)相應(yīng)故障、診斷其運(yùn)行狀態(tài)奠定基礎(chǔ)，從而為檢修人員進(jìn)行后續(xù)檢修提供基數(shù)數(shù)據(jù)，便于智能變電站的維修。具體來說，告警信號信息主要包含以下三方面內(nèi)容：①采樣值異常告警，諸如SV鏈路的中斷、品質(zhì)異常以及檢修狀態(tài)異常、CT/PT斷陷等信息都會出現(xiàn)異常告警，通過信息監(jiān)測能發(fā)現(xiàn)運(yùn)行過程中異于平常的運(yùn)行數(shù)據(jù)，一旦數(shù)據(jù)異常將發(fā)生告警;②開入量異常告警，對于設(shè)備運(yùn)行中的開入量的異常、GOOSE的檢修異常以及鏈路中斷等情況都會發(fā)出異常告警;③裝置異常告警，在發(fā)生閉鎖情況和失電的情況下會發(fā)生告警。

三、在線監(jiān)測與故障診斷原理

3.1 SV/GOOSE鏈路診斷原理

接收端設(shè)備通常需要設(shè)定固定的頻率，這樣能夠接收到SV/GOOSE所發(fā)來的信息，一旦在該段頻率下突然無法接收到SV/GOOSE信息，那么說明運(yùn)行不正常，這樣整個(gè)系統(tǒng)就會發(fā)出自動告警。在網(wǎng)采、網(wǎng)跳回路方面，各個(gè)裝置的系統(tǒng)觀測源都是通用的，這樣能夠?qū)Ρ确治鱿到y(tǒng)觀測源和各個(gè)接收裝置的鏈路監(jiān)測情況，運(yùn)行數(shù)據(jù)的對比能快速找出鏈路異常部位。直采回路與網(wǎng)采SV采用的端口不一致，因此無法通過鏈路的對比分析來找出故障點(diǎn)，這就增加了故障點(diǎn)的定位難度，需要進(jìn)行一一排查，同時(shí)與網(wǎng)采回路情況相結(jié)合，分析各個(gè)故障點(diǎn)出現(xiàn)的概率，最終找到故障點(diǎn)。

3.2交流回路狀態(tài)診斷原理

對二次回路交流量進(jìn)行監(jiān)測的過程中，可以將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置與繼電保護(hù)裝置相結(jié)合，對比分析對所采集到的信息，最終找出故障所在。智能變電站一般采取雙AD采樣，對兩種裝置的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，如果其誤差在額定范圍之內(nèi)，那么說明二次回路運(yùn)行狀態(tài)正常;若誤差超過額定范圍，且繼電保護(hù)裝置未發(fā)出異常信號，那么很可能有一套繼電保護(hù)交流回路產(chǎn)生了異常。

3.3保護(hù)動作診斷原理

3.3.1單重化配置保護(hù)裝置

在監(jiān)測交流回路運(yùn)行狀態(tài)的過程中，通常將單重化配置保護(hù)裝置與網(wǎng)絡(luò)報(bào)文模擬量開展對比分析，將所監(jiān)測位置信號進(jìn)行比較分析，判斷開關(guān)量的回路狀態(tài)。同時(shí)，還可將單重化配置保護(hù)裝置的保護(hù)動作邏輯與模擬量的實(shí)際變化情況相結(jié)合，最終分析整個(gè)保護(hù)動作的準(zhǔn)確性。

3.3.2雙重化配置保護(hù)裝置

對A、B套保護(hù)裝置動作進(jìn)行檢測，進(jìn)而對整個(gè)繼電保護(hù)裝置行為動作的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析。先檢查出口時(shí)間以及動作元件，之后對時(shí)間差進(jìn)行對比，最終分析整個(gè)保護(hù)動作的準(zhǔn)確性。

四、結(jié)語

綜上所述，盡管智能化變電站的發(fā)展為人們的工作和生活帶來更多的便利條件，但繼電保護(hù)二次回路在運(yùn)行過程中依然會受到各種因素的影響，引發(fā)電路故障。因此加強(qiáng)對在線監(jiān)測技術(shù)的研究，通過做好故障分析，對于保證電力企業(yè)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有非常重要的意義。

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[2]師元康，高倩，姜振超，趙書濤.智能變電站繼電保護(hù)二次回路分析與狀態(tài)評估研究[J].華北電力技術(shù)，2017（12）：6-13.

（作者單位：國網(wǎng)四平供電公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究所）