變電站繼電保護二次回路的在線監測及故障分析

張樂

摘要：繼電保護的二次回路狀態檢測和評估過程，涉及不同功能回路、不同間隔、不同類型變電站的綜合考量。以220kV傳統變電站為例，保護裝置相關的二次回路主要可以分為交流和直流回路，交流回路，比如：電流回路、電壓回路、輔助設備交流供電等;直流回路，比如：跳合閘及相關監視回路、裝置供電、信號回路、開入開出回路等。本文對這些回路進行健康度特性分析，并對如何進行監視提出解決方案。

關鍵詞：變電站;繼電保護;二次回路;隱患排查

引言

隨著智能變電站建設規模的不斷增大，需要構建優化的智能變電站繼電保護二次回路控制模型，結合故障融合和特征檢測技術，進行智能變電站繼電保護控制，在繼電保護二次回路中，受到環境工況信息的影響，導致智能變電站繼電保護二次回路輸出穩定性不好，容易出現故障，需要構建優化的智能變電站繼電保護二次回路故障監測系統，通過故障狀態信息融合和特征優化提取技術，進行智能變電站繼電保護二次回路控制和故障監測，提取故障工況下的狀態參數，結合大數據分析技術，實現故障狀態參數融合，研究智能變電站繼電保護二次回路故障監測系統，在提高變電站的輸出穩定性和可靠性方面具有重要意義。

1變電站繼電保護二次回路隱患產生的原因

1.1環境因素產生的隱患

繼電保護運行中的二次回路，由于元件老化、溫度的驟變、工作電源改變等原因，都會產生許多嚴重的安全隱患。內因和外因造成的安全隱患都是隱藏起來的，不容易被發現。例如在高溫環境中，電子元件的特性會受到很大的影響，而工作電源的變化會直接影響到給定電勢的變化;次級電路電纜的外部老化會導致多次接地，或者如果接線板松動，則可能導致嚴重的故障，如CT開路。組成寄生電路，無法有效地發揮次級電路的繼電保護功能。

1.2保護定值不正確引起的故障

①定值計算的錯誤;②定值整定的錯誤;③裝置定值的自動漂移。引起繼電保護定值自動漂移的主要原因有幾個方面：①元件的老化;②元件的損壞;③溫度與濕度的影響;④電源的影響。

1.3回路誤接線

設備安裝過程中，一定要保證每一根電纜都連接。但如果安裝人員自身專業素質不高，對結構圖理解不正確，在安裝過程中可能會出現虛連接、端連接錯誤等問題。在采樣電路中，如果出現線路錯誤，如次級線圈的極性反接、相序錯誤等，將影響繼電保護裝置收集正確的次級量，從而導致保護失敗。信號線上出現線路錯誤，硬接觸信號不能通過測控裝置上傳到監控后臺，從而對智能化的無人值班的變電站的正常運行造成影響。在控制電路中出現接線錯誤時，即使保護裝置正常動作，也不能向斷路器輸出信號，造成拒動。這樣，繼電保護裝置就不能安全穩定地工作。儀器檢測過程中，相關檢測人員不按規定操作，容易造成安全隱患。接線錯誤將在新建變電站或技術改造項目中更為常見。

2智能變電站繼電保護二次回路在線監測系統

2.1交流電壓二次回路開路檢測

在發生了交流電壓短路時，可能會造成一些使用交流電壓原理的保護功能受到影響，比如距離保護、零序方向過流、母差復壓閉鎖功能等。對于交流電壓回路的故障，對于使用母線PT的變電站，站內主要間隔的電壓源頭都是來自于母線PT，當母線PT故障時，幾乎所有間隔的交流電壓都會出現偏差，由于中性點的偏移或二次回路斷線，可能會出現PT斷線等情況。對于線路PT，本間隔的二次回路故障只會影響本間隔。根據不同地點出現的斷線的現象可以初步判斷：對于保護屏處的斷線，保護裝置測得斷線相電壓會很低，幾乎為零，對于設備區的PT端子箱處的斷線，保護裝置會有（1/2～1/3）UN的殘壓;同時對于中性線N600的斷線，可以檢查其是否存在3Uo簡單判斷。可以通過平時對電壓的監視來判。

2.2運用正確的檢查方法

當繼電保護故障發生后，現場的檢驗是找出問題的必然途徑，根據檢驗的方法、檢驗項目、檢驗順序等，現場檢驗可以分為順序檢查法、逆序檢查法、整組試驗法等。（1）利用順序的方法檢查。這是一種相對比較費時費力的方法，但同時也是一種檢驗最徹底的方法。尤其是在處理微機保護裝置拒動誤動或者裝置邏輯問題時，這樣方法尤為有效。它是根據現場的檢修規程規定，利用全面檢驗、調試裝置的方法找出故障點。按裝置外觀檢查、定值檢查、測量絕緣、電源性能測試、保護性能檢查等順序進行。（2）用逆序的方法檢查。這是在微機保護裝置出現誤動時常用的方法。很多時候，我們在查閱完事件記錄及故障錄波后，仍然毫無頭緒，這就先要以事故造成的結果為出發點去思考，逐級向上查找，一點一點直到找到故障點。（3）用整組試驗的方法檢驗。就是利用繼電保護試驗儀往保護裝置里加入能使保護可靠動作的模擬量和開關量，測試其動作時間及動作邏輯關系，使故障重現，以此來判明問題根源。如果異常再現，那就要結合其它的方法進行檢查。

2.3信息采集方案

在線監測系統中，信息記錄分析裝置是信息采集的主要設備。但是在線監測系統的過程層、站控層的報告數據量很大，并且存在大量的冗余信息，給信息采集帶來了困難。所以，為了能夠高效率、有針對性地收集數據信息，可以對所收集的終端設備信息進行過濾、篩選。但聯機監控系統的信息還需要進行初步分類。例如可以將其分為穩定信息、暫態信息和狀態文件。穩定信息是指記錄設備長時間運行時的溫度、光強、電壓和電流等信息文件。status文件是通過監控連接實現通斷狀態的文件。相對的，只要過濾掉以上3種信息文件，就可以實現故障的監控。在實際應用過程中，網絡信息記錄分析設備按照一定的時間間隔，向用戶提交穩定狀態文件。但是一旦有重大預警報告，分析狀態有變化，設備就會主動向臨時文件報告。然后在主站端對數據、輔助設備的實際運行狀態進行對比。存儲站端將進行診斷分析、報告信息、統計、異常狀態特征評估，方便員工決策、診斷。

結語

隨著科學技術的發展，保護系統將會越來越完善。這就需要我們把科學的理論知識與現場實際相結合，讓工作人員能正確客觀地判斷故障的性質及快速有序地分析處理事故和控制事故，有效可靠地防范電氣事故的發生及擴大，以保證電力系統安全穩定的運行。

參考文獻

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