智能變電站繼電保護二次回路的在線監測及故障

王坦

【摘 要】隨著網絡信息技術的飛速發展，智能變電站繼電保護中的地位和作用得到顯著的提升。但是，目前許多電力企業采用的還是傳統的二次回路檢測方式，更多是通過網絡報文記錄的方式來進行二次設備故障信息的整理與分析工作，但是因為其所需要記錄的信息比較多，就容易導致一些重要信息被隱沒等情況發生，從而無法有效地形成完整的二次回路預警與分析策略。

【關鍵詞】智能變電站;繼電保護;二次回路;在線監測;故障

1概述

之所以智能化成為變電站發展的一種趨勢，基于以下原因：第一，科技發展在倒逼著實體進行變革，為了提升電力系統的運行效率及性能、應對不斷增長的用電需求，科技也在不斷運用在電力系統。第二，為了提升變電站的運行效率，滿足用電需求，為居民提供穩定的電力服務。第三，環境污染帶來的惡果越來越多，這些惡果使得人們不得不重視環境保護，在這種形勢下，發展循環經濟成為經濟發展的新趨勢和要求，提升變電站運行效率能夠減少變電站在傳輸過程中的熱力損耗，減輕大氣氣溫上升帶來的污染等等。

2智能在線監測和故障診斷技術的優勢

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。

3二次回路在線監測與故障診斷系統架構

智能變電站中，實現二次回路的在線監測與故障診斷的關鍵在于信息的獲取及綜合分析。其系統架構圖如圖1。

整個系統由主站系統與站端裝置兩部分組成，主站系統部署在省調調度端，考慮到現有的智能變電站架構的基礎上不增加設備并且實現起來方便，站端利用網絡報文記錄分析裝置作為數據采集源端。對于新建的智能站，則直接將保護在線監測與診斷裝置作為數據采集源端，數據經I區的網關機由D5000平臺傳送至II區。站端的裝置負責信息的采集、配置、預整理及過濾。在通信網絡出現異常時，裝置快速診斷、收集相關的異常信息，以文件的形式上送給調度端的主站系統，主站系統負責收集站端裝置上送的各種異常信息，進行綜合診斷，并于界面進行顯示。

4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

4.1技術的應用方法

4.1.1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：第一，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。第二，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。

4.1.2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。

4.1.3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：第一，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。第二，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。第三，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。

4.2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。

5結語

綜上，盡管智能化變電站的發展為人們的工作和生活帶來更多的便利條件，但繼電保護二次回路在運行過程中依然會受到各種因素的影響，引發電路故障。因此要想實現全網繼電保護二次回路的在線監測和故障診斷分析功能，就必須對現有的網分裝置進行改善和優化，從而增強智能變電站在線監測與故障診斷技術的容錯性以及適用性，提高在線監測與故障診斷的質量。

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（作者單位：國網江蘇省電力有限公司沛縣供電分公司）