變電站繼電保護(hù)二次回路的在線監(jiān)測(cè)及故障診斷技術(shù)研究

付強(qiáng) 陳琦 李延彬

摘 ?要：電力行業(yè)一直是處于發(fā)展的浪尖，為提高變電站線路故障的監(jiān)測(cè)效率，有關(guān)繼電保護(hù)技術(shù)在不斷創(chuàng)新與完善。文章主要對(duì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成、監(jiān)測(cè)信息、信息采集方案及故障診斷技術(shù)進(jìn)行了研究，對(duì)繼電保護(hù)狀態(tài)檢測(cè)的重要性進(jìn)行闡述，并對(duì)相關(guān)在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)進(jìn)行分析與探討。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);二次回路;在線監(jiān)測(cè);故障診斷

1、關(guān)鍵意義

系統(tǒng)且科學(xué)的使用二次回路檢測(cè)與警報(bào)系統(tǒng)對(duì)維護(hù)變電站的電力系統(tǒng)和保障變電站的繼電保護(hù)功能至關(guān)重要，因?yàn)樵撓到y(tǒng)可以檢測(cè)出交流回路與直流回路是否出現(xiàn)短路的現(xiàn)象，從而降低安全事故的發(fā)生率。但是變電站受外在影響因素較多，受因素影響也較大，其中最主要的是外界環(huán)境和氣候?qū)ψ冸娬径位芈繁O(jiān)測(cè)的干擾而引起的繼電保護(hù)異常現(xiàn)象，如果在巡檢維護(hù)中突發(fā)回路斷線事故，會(huì)對(duì)變電站的電網(wǎng)運(yùn)行造成更為嚴(yán)重的后果，將大大降低電網(wǎng)的安全性和穩(wěn)定性。因此妥善規(guī)避和解決上述安全事故的發(fā)生，變電站應(yīng)合理運(yùn)用可以實(shí)時(shí)監(jiān)控的在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)和繼電保護(hù)設(shè)備，隨時(shí)隨地捕捉電廠設(shè)備的作業(yè)情況與狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)解決。因?yàn)樵谟绊憣?shí)地監(jiān)測(cè)的因素有很多，而且實(shí)時(shí)檢測(cè)功能也較難設(shè)計(jì)，因此變電站應(yīng)根據(jù)自身電網(wǎng)運(yùn)行狀況以及參考電站周邊環(huán)境、所處地理位置、外界氣候等采取行之有效的措施，從而保障在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)正常且有效的運(yùn)行[1]。

2、隱患來(lái)源

2.1環(huán)境影響

變電站設(shè)備是需要定期維護(hù)與更換，設(shè)備是由使用壽命的并且容易因接觸外界環(huán)境更加減低使用的壽命，尤其是繼電保護(hù)的二次回路更容易受其影響，內(nèi)部元件會(huì)隨之老化，從而產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患。此外由內(nèi)外部因素共同作用而引發(fā)的安全事故在潛伏期更加難以發(fā)現(xiàn)。外因例如：由于電子元件的特性與溫度的影響呈拋物線形式，在極端溫度作用下，電子元件的功能性會(huì)負(fù)增長(zhǎng)，從而工作電源會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而對(duì)給定電位帶來(lái)不良影響;內(nèi)因例如：二次回路電纜因維護(hù)保養(yǎng)工作沒(méi)有做到位，外部線圈和內(nèi)部銅絲就會(huì)老化，進(jìn)而造成多次接地、接線板松動(dòng)、CT開(kāi)路等安全事故，此外形成的寄生電路會(huì)造成變電站的嚴(yán)重故障，不能觸發(fā)繼電保護(hù)功能[2]。

2.2互感器連接有誤

互感器連接最容易因多點(diǎn)接地造成對(duì)繼電保護(hù)的有害影響，主要多點(diǎn)連接問(wèn)題有兩個(gè)種，一種是多點(diǎn)式電流互感器接地，另一種是電壓互感器多點(diǎn)接地。第一種互感器連接方式產(chǎn)生安全隱患的原因在于，受地電位差的影響，電回路在多個(gè)觸點(diǎn)之間產(chǎn)生額外的附加電流會(huì)進(jìn)一步使電流互感器的負(fù)載增大，與正常運(yùn)行的結(jié)果對(duì)比產(chǎn)生更大的誤差，極大降低了互感器的正確性，造成繼電保護(hù)裝置保護(hù)功能的失效。第二種互感器連接方式產(chǎn)生的安全隱患的原意在于，如N600變壓器多點(diǎn)接地時(shí)，受內(nèi)因影響較大，其中若系統(tǒng)發(fā)生故障會(huì)令失靈的電流直接進(jìn)入地網(wǎng)，令變壓器兩端的電勢(shì)差加大，從而導(dǎo)致互感器中性點(diǎn)電壓發(fā)生偏移，保護(hù)采樣時(shí)對(duì)相幅值和零序電壓造成不良影響，最終令繼電保護(hù)裝置失效[2]。

3、在線監(jiān)測(cè)及故障診斷技術(shù)的工作原理與系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1在線監(jiān)測(cè)技術(shù)的內(nèi)容

在線監(jiān)測(cè)技術(shù)監(jiān)測(cè)的內(nèi)容包括實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、預(yù)警、保護(hù)動(dòng)作、SV運(yùn)行等信息。第一，實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)信息主要包括兩種數(shù)據(jù)，1.采樣值信息;2.軟硬件運(yùn)行的開(kāi)關(guān)量信息。以上相關(guān)數(shù)據(jù)信息都可幫助維修人員進(jìn)行設(shè)備維修、保養(yǎng)等工作時(shí)獲取設(shè)備需要維修的基本數(shù)據(jù)信息。第二，預(yù)警信息。此類信息主要是三種異常信息進(jìn)行監(jiān)測(cè)，1.異常開(kāi)關(guān)量;2.異常采樣值;3.異常裝置信息。具體包括的故障也有三類，1. SV鏈路故障;2.PT線路斷線;3.SV項(xiàng)目運(yùn)行異常。第三，保護(hù)動(dòng)作。此類主要監(jiān)控二次回路的元件的動(dòng)作以及動(dòng)作輸出等信號(hào)數(shù)據(jù)。第四，SV運(yùn)行信息。此類監(jiān)控的主要監(jiān)控四類，1.同步信號(hào);2.報(bào)文格式信息;3.數(shù)據(jù)有效性;4.報(bào)文呈現(xiàn)間隔。監(jiān)控該類信息的目的在于實(shí)時(shí)掌控各類型異常運(yùn)行的數(shù)據(jù)信息，減輕后續(xù)維護(hù)工作的壓力與工作量[3]。

3.2變電站繼電保護(hù)二次回路的系統(tǒng)框架設(shè)計(jì)

此系統(tǒng)依次通過(guò)執(zhí)行繼電保護(hù)、電流電壓控制、樣品值測(cè)量、關(guān)聯(lián)信號(hào)、故障記錄儀以及遙控裝置等功能，從而實(shí)現(xiàn)相互依存的關(guān)聯(lián)單元組合，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)監(jiān)控測(cè)量之類設(shè)備的正常健康的運(yùn)行。在線監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)主要分為兩部分，一是站控裝置。二是主站系統(tǒng)。其中站控裝置是對(duì)進(jìn)行站內(nèi)設(shè)備信息進(jìn)行一系列的數(shù)據(jù)處理與配置，主要功能包含數(shù)據(jù)采集整理、信息提取匯總以及信號(hào)傳輸?shù)龋⑶以撗b置還可獨(dú)立進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)上報(bào)、獨(dú)立分析文件記錄。此外該裝置與繼電保護(hù)設(shè)備可以線路互聯(lián)，當(dāng)變電站的繼電設(shè)備有異常情況時(shí)，該裝置控制器可以十分便捷高效的識(shí)別故障，采集故障信息，之后將搜集到的相關(guān)數(shù)據(jù)傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)進(jìn)行處理。主站系統(tǒng)的主要功能是通常對(duì)前一級(jí)裝置采集到的故障數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在調(diào)度段進(jìn)行布置，最后顯示在可視化設(shè)備中呈現(xiàn)故障的發(fā)生時(shí)間、發(fā)生位置、故障的類型等信息，減輕工作人員的維修壓力，并做到及時(shí)且高效的處理[4]。

3.3交流回路在線檢測(cè)技術(shù)

實(shí)現(xiàn)有關(guān)交流回路的在線監(jiān)測(cè)功能，需要借助兩類設(shè)備的協(xié)助，一類是繼電保護(hù)裝置;另一類是網(wǎng)絡(luò)報(bào)文裝置，以上兩種裝置都可采集特定的信號(hào)數(shù)據(jù)，并且可以相互關(guān)聯(lián)，對(duì)兩者采集到的通信數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合判斷，就可有效的監(jiān)測(cè)出是否有故障出現(xiàn)。隨著科技的進(jìn)步，變電站采樣技術(shù)也在不斷地更新?lián)Q代，目前電站通常采用雙AD采樣技術(shù)，并且實(shí)行雙重保護(hù)模式，將兩組保護(hù)的采樣值與實(shí)際采樣值進(jìn)行比較，分析相對(duì)誤差，若在閾值之內(nèi)，且繼電保護(hù)不發(fā)出相斥性報(bào)警，則運(yùn)行正常。若差值在閾值范圍之外，繼電保護(hù)裝置報(bào)警發(fā)出不一致的警告，則交流電路有異常問(wèn)題[3]。

4、結(jié)論

總而言之，對(duì)變電站繼電保護(hù)二次回路的在線監(jiān)測(cè)及故障診斷技術(shù)的研究，一方面利于相關(guān)電力行業(yè)降低人工成本，增加企業(yè)利潤(rùn)與產(chǎn)值;另一方面減輕變電站維修壓力與時(shí)間，提高工作人員工作效率。交流回路、SV鏈路以及保護(hù)動(dòng)作等在線監(jiān)測(cè)技術(shù)有效保障變電站的正常工作，增加企業(yè)利潤(rùn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]楊鵬. 變電站繼電保護(hù)二次回路的在線監(jiān)測(cè)及故障分析[J].電子測(cè)試，2019（06）：87-88.

[2]劉彭.變電站繼電保護(hù)二次回路的在線監(jiān)測(cè)及故障分析[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2021，28（08）：83-84.

[3]張明凱. 變電站繼電保護(hù)二次回路的在線監(jiān)測(cè)及故障診斷技術(shù)[J].自動(dòng)化應(yīng)用，2018（03）：97-98.