變電站繼電保護二次回路的在線監測及故障分析

王一淳

摘 要：隨著智能變電站逐步轉入運維，在運維檢修中存在二次回路及運維信息展示不直觀，這在一定程度上增加了繼電保護中排查二次回路隱患的工作難度，繼電保護效果難以得到有效發揮，需要采取積極的方法減少隱患、故障的產生，將保護裝置作用全面發揮出來，在此基礎上結合當前智能電站二次設備的功能特征，優化現有系統的網分裝置功能。對現有二次回路監測及診斷系統升級改造。

關鍵詞：變電站;繼電保護;二次回路;在線監測;故障分析

引言

二次回路監測裝置的引入有助于及時有效的檢測保護裝置和二次回路運行過程中發生的故障。現有的診斷系統在使用過程中，由于受到現場環境的影響及本身系統的局限性，不能及時有效識別二次回路故障和繼電保護異常，出現嚴重異常情況的時候系統才會發出警報，可能導致繼電保護設備裝置故障時拒動，甚至引起電廠內工作人員傷亡，對變電站運行的安全性及可靠性有嚴重影響。

1二次設備業務回路高可視化狀態在線監測系統

狀態在線監測系統利用廣泛分布的采集單元捕捉過程層間隔的海量數據，利用海量實時數據處理技術為評價設備的狀態提供重要依據并且為建立設備的歷史運行情況積累資料和數據。根據離線數據庫所儲存的相關設備測試數據，利用分布式程序失效模型可以得到業務回路預計失效到達時間。當設備處于異常狀態是能夠及時發出告警信號。同時，不可否認的是智能變電站的二次設備的自檢功能不能完全監測所有類型的故障，因此針對一些特有的設備故障類型布置相應的狀態監測點也是十分必要的。

2智能變電站二次系統狀態在線監測方式

聯接采集單元及分析處理單元的交換機使用百兆光口匯集輸入量，即收集監測到的各設備的機械狀態信息。例如：數字電流電壓互感器、斷路器操縱機構、刀閘輔助接點、帶電監視模塊、合并單元、智能終端、繼電保護裝置及安全穩定自動化裝置等。這些信息經由網絡交換機配置的千兆鏡像光口與分析處理單元相連。在存在報文大量交換行為的過程層網絡間部署有一定數量的采集單元，負責捕獲過程層網絡的有效信息資源。基于所捕獲到的SCD配置文件的類型、格式及收發對象，通過對報文進行實時分析，并根據配置信息解讀出二次設備間物理與邏輯的連接關系。這種連結關系最終被傳輸至客戶端顯示出來。即利用先進的海量實時數據處理及高可視化技術，及對智能站相關的業務回路的準確還原、構建，將報文分析結果和智能站業務有機的結合起來，完成智能站業務回路狀態監測功能，實現對變電站控制、保護事故的快速分析。

3二次回路故障

3.1二次回路斷線

發生二次斷線的情況后，繼電保護系統將無法接受正常的數據信息，進而無法觸發保護機制，達不到工作目的。

3.2二次回路多點接地

電路系統中有一部分叫做中性線，當二次回路多點接地時，這條線上的電壓會發生一定程度的偏移，進而造成相電壓的變化，通常情況下，這種變化是比較隱蔽的，因此在判斷時要參考系統的具體故障情況。

4二次回路存在的隱患

4.1計算誤差

電力系統中線路結構極其復雜，施工難度大，因此其數量和長度往往會與理論數據之間存在一定誤差，而設備中寫入的數據信息是理論值，這就會導致計算上出現誤差，進而影響正常工作和判斷。

4.2部件老化、缺損

部件老化是電力系統中最為常見的問題，由于系統中部件數目過多，其檢修和排查是一項非常繁瑣的工作，常常得不到及時有效的處理，進而為繼電保護二次回路埋下隱患。

4.3接線安裝錯誤

二次接線操作難度較大，需要接線操作人員具有專業的水平，進行規范操作。一處疏忽或是敷衍，就可能引發較大的故障。此外，隨著時間推移，按鈕、指示燈、表計、壓板等元器件的接線樁頭、端子排等線纜連接處還常常出現因線頭線叉壓接松動、多根粗細不同的線芯接入同一個端子排端口內等原因造成接觸不良的問題，也會妨礙二次回路的工作機制。因此，操作人員在接線時一定要嚴謹認真，還要派工作人員定期檢查各端口的接線情況，一旦發現接觸不良或端口損壞，應及時修理更換。

4.4電力系統檢修不當造成的二次回路故障

例如，在對電流互感二次回路接線端檢查的過程中，由于相關防護工作沒有做到位或者用力過猛，就容易造成接線端子破損斷裂現象的發生。很多人們對故障排出的過程中，往往只是將表面故障進行了排除，設備深層次的故障沒有得到有效的排除。二、在技改和基建項目中遺留下來的故障和隱患。如果對二次接線設計沒有按照相關規范來進行，就有可能會造成故障的發生，和操作人員的水平有著直接的關系。

5二次回路隱患的排查方法

5.1加強隱患排查防護認知

基于變電站繼電保護二次回路表現出來的常見隱患。首先，明確重點排查對象，在線路定期的隱患排查中應明確排查的對象。將線路中易造成磨損故障的電器元件作為主要排查對象，在隱患排查過程中應關注周邊的環境狀況，外在環境也是造成繼電保護二次回路隱患的主要因素，應針對其中一些不良因素制定合適的防護方案，為二次回路營造良好的運行環境。例如：在隱患排查的過程中，發現繼電保護系統周邊存在較強的振動，應針對線路做好防振處理，發現保護屏柜周邊濕度較大，應做好濕度監控和通風處理，從而降低出現隱患的概率。

5.2應用容錯技術

容錯技術是應用較為廣泛、效果較為突出的一種技術，其在降低二次回路隱患中主要表現出2個方面的優勢。一是可有效提升繼電保護系統運行的準確性，降低運行判斷錯誤的出現率，如在針對相電壓升高或者相電壓降低引起的動作誤判上有著較好的效果，從而讓電力系統運行更加安全可靠。二是由于在系統中存在多個CPU同時運行工作，即使其中某個CPU出現故障，其他CPU仍舊能夠正常運行，保證繼電保護裝置能夠充分發揮保護功能，準確判斷故障信息并對其做出保護反應。

結語：

而當這些狀態出現后，如果未得到及時有效的保護，將可能導致重要設備損壞、輸供電線路受損等。因此在日常的檢修維護工作中，應對繼電保護系統中的二次回路隱患展開重點排查，應用更加先進的二次回路保護技術，形成對繼電保護二次回路的更好保護，使其能夠在面對故障狀態時做出準確的保護動作，

參考文獻：

[1]鄺瑞錫。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[J]。科技風，2018（32）：163。

[2]徐功平，夏秀珍，安英瑞，等。基于智能變電站的繼電保護二次回路故障診斷研究[J]。電工技術，2019（4）：41-42。