探究智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術

練春林

（國網鹽城供電公司，江蘇鹽城，224000）

1 二次回路在線監測與故障診斷系統整體架構

此系統通過調度控制中心、繼電保護在線監測和故障判斷系統、交換機、網絡保溫記載解析裝置、防火墻、保護設備在線監測判斷裝置構成。當繼電保護在線監測與故障診斷系統給智能終端傳遞數據匯集指令之后，調度端逐步針對變電站二次回路工作形態實施數據匯集操控。匯集的數據通過交換機傳送到網絡報文記載解析裝置，隨后處置線路工作數據，方便判斷線路工作形態。隨后立刻給監測診斷裝置傳遞數據，診斷二次回路有沒有異常狀況，一旦出現故障，啟動設施保護模式，通過解析二次回路故障位置，且參照系統數據庫儲存線路故障過往數據判斷形成線路故障匯總，隨后制定出合理處置措施。一旦無法在系統數據庫中探尋出相關故障數據，則需在操控頁面上展示未找到地類故障數據，請實地勘查處理。

2 智能變電站繼電保護二次回路設計

2.1 操控系統設計

（1）利用強電操控，電源篩選直流110V或220V。（2）利用硬接線方法將一次設施與計算機監控系統之間關聯一起，數據通信模式被植入到數字化變電站。（3）電源監視回路植入在斷路器操控回路中，同時監視跳、合閘回路統一性；且工作形態指示燈正常亮起；防跳設置穩定執行，且具備了機構內部防跳回路；監視回路利用雙燈制接線燈光；操作電源消失及回路斷線發出警告信號源。（4）遠方操控高壓隔離開關；10kv及之下供檢修隔離與接地開關需就地操控；隔離與接地開關、母線接地開關勢必要完備操控閉鎖策略，閉鎖回路電源獨立設置。

2.2 信號系統設計

（1）借助硬接線模式或裝置通信模式來匯集計算機監控信號數據，借助強電電壓開執行開關量輸入回路電壓。（2）相同設置單位信號110kV之上，則關聯同等測控裝置，公用系統信號關聯專業公用測控單元。（3）開、閉兩個狀態量需關聯開關狀態量。（4）關聯極端及監控體系在繼電保護及其安全自動裝置操作與設置故障信號上面。（5）交流不間斷電源、直流體系等設施主要信號連接計算機監控體系。

2.3 測量系統設計

（1）計算機監控體系關聯交流測量，利用交流或變送器直流匯集手段來快速達成。（2）1A或5A為測量回路交流電流回路額定電流，100V是交流額定電壓回路。（3）計算機監控體系關聯到直流體系交流不間斷電源體系等設施檢測信號上面，需借助直流收集手段或信息通信手段來完成。

2.4 交流電流與電壓回路設計

（1）符合一次回路額定電壓、最大負荷電流及其短路時動熱平穩電流為電流互感器基本訴求。（2）設置用電流互感器原則，則避開產生主保護死區，利用不相同二次繞組到雙重化保護電流互感器當中。（3）一個接地點設置在電流互感器二次回路當中，隨后設立配電位置，利用端子排接地。（4）符合一次回路額定電壓為電壓互感器基本訴求。（5）電壓互感器一次側間隔開關開啟后，預防二次回路電壓反充電。（6）電路關聯出現在幾組電壓互感器次繞組之間存，一點接地務必聚集在繼電器內部。（7）施工完繼電器室內一點接地電壓互感器二次線圈，則要將二次線圈中性點，利用放電間隙或氧化鋅閥片來接地。

3 二次回路在線監測數據種類定義及其判斷

3.1 數據種類定義

此系統工作牽涉信息囊括了裝置運轉工作形態數據、異常警報數據、線路保護動作數據等。當中裝置運轉工作形態數據囊括了裝置供電電源電壓數據、通道光強、工作場景熱度、差動電流、不同支路工作電流等，長期匯總此類信息，從而查看信息有沒有處于正常范疇內，進一步高效推斷線路有沒有出現問題。異常警報數據具體為二次回路產生問題狀況下給出警報，主要集中問題情況囊括了SV鏈路中斷、CT和PT斷線、線路檢修工作狀態不統一等。線路保護動作數據通常為保護線路安全工作為準則開啟動作，即為在線路工作出現問題狀況下給出線路保護指令。

3.2 線路數據收集

此系統通過網絡報文記載解析裝置，進一步完成二次回路中各線路以及設施形態數據收集工作，畢竟變電站二次回路線路數據復雜多變，站控層與過程層體系繁瑣，增添了信息收集困難度，務必把數據冗余問題處置到位，科學調配信息網。要想逐一化解以上問題，此次探究在站端裝置位置增添了信息過濾與篩選處置架構，借助此架構來實現信息處置。以至于，此系統二次回路數據信息收集以網絡報文記載解析裝置為核心，利用信息濾除與篩選處置架構，針對收集信息實施處置，進一步為線路故障判斷帶來穩定的數據扶持。此系統在線監測數據將線路工作狀態及其穩態數據，隨后匯總成文本，被當作了鏈路通斷狀態判斷依據。

3.3 數據判斷和警報

把通過處置穩態與暫態文件傳送到主站，借助此部分架構中鏈路巡檢模式，查找不同鏈路工作狀態有沒有出現問題。假設文件中參數和數據庫中參數界定范疇不相符，隨即推斷出線路工作出現問題。隨后啟動系統警報功能板塊，在操作指揮頁面顯示問題文件，通過紅色圖示提醒管控人員。

4 二次回路線路故障診斷與解決措施分析

4.1 二次回路線路故障診斷技術分析

4.1.1 故障診斷基礎原理

SV/G0OSE鏈路診斷基礎原理。其主要通過有沒有接收到SV與GOOSE信號來當作判斷參照，假設指定時段范疇內無接收上述數據，則表明線路無故障，同時生成對應的警告報文，傳送到報文記載裝置上，隨后針對數據實施處置，獲得了詳盡的故障判斷結論。針對直采回路故障判斷，SV端口有所不同，增加了鏈路比較解析困難度，率先需利用預先配置處置，預判可能產生的問題。不僅如此，解析其他二次回路工作形態，解析發生問題的大概率。針對出現問題詳細位置，則要把數據傳送到幾點保護裝置，發出預警之后，通過系統管理員利用逐一排除方法來明確故障詳細位置。如圖1所示。

圖1 繼電保護SV、GOOSE鏈路診斷方案

交流回路工作形態判斷原理。利用雙AD采樣方式收集交流回路工作形態數據，借助MNS核算采樣值區別性有關信息，獲得了采樣值偏差核算結論。假設偏差超出了指定范疇，則判斷出工作出現問題，且給出線路預警數據。相反無偏差，或偏差核算值在正常范疇內，則表明交流回路無問題。此系統利用采樣值比較與差流比較方法，通過設置閾值當做指標，精準判斷回路工作形態。如圖2所示。

圖2 交流回路在線監測與故障診斷實現方案

4.1.2 保護動作判斷基礎原理

要想全面發揮保護線路效果，則要將保護裝置的保護動作自始至終位于平穩工作形態。因此，二次回路工作有沒有出現問題的判斷，急需保護動作判斷。此系統利用率綜合解析方法，針對線路保護裝置動作判斷實施探究。當中校驗標準為三個，具體為：保護出口時間差值、裝置整組時間特點、動作元件統一性。針對此標準實施校驗，隨后設置權重，依據標準針對保護裝置工作干擾多少，分析出整體推斷，進一步明確保護動作有沒有出現問題。比如：二次線路出現問題，針對數個支路運轉產生干擾，且保護動作不可完成同步工作，篩選干擾較大的支路實施保護，此處理計劃對于線路的持續運轉干擾較小，結果推斷出保護動作無問題。

4.1.3 設計深度不充足

畢竟大多數項目周期較短，設計員需在較少時段內執行龐大的施工圖紙設計，致使設計員無空余時段來實地調研，造成設計深度不充足，設計圖紙與實地場景大相徑庭，嚴重狀況根本不能按照圖紙施工，且設計漏項頻繁發生；此外，少數設計員實戰經歷有所欠缺，專業技能水準受限，同時設計企業圖紙審查不嚴格，發生圖紙漏項問題。因此，設計深度不充足直接造成整體項目設計功能出現問題，會干擾到項目安全運轉，造成項目不可竣備完工的尷尬境地。

4.1.4 沒有采取標準與典型設計

變電站二次設計實踐中，設計員沒有采取標準與典型設計，致使設計整體進度緩慢、設計圖紙品質較差。然而，變電站標準設計為變電站設計的主框架與基本技術準則，囊括了不同方案與模塊使用方法、流程、案例等，對于指引設計企業實踐工程施工產生了積極的影響。標準設計為設計樣板與代表，精準利用標準設計可提升設計速率與提升圖紙品質的有效方式。

4.2 二次回路線路故障解決措施分析

4.2.1 創建故障處置體系，提高技術員技能

當前，配電網絡運營管控高速發展，同時持續植入了國際先進技術，囊括了創新原料、設施及其技術等，要想保證實時采集電力網絡工作狀態下實時信息，且針對有關缺陷與故障實施處置，則要電力單位在電網中創建繼電保護裝置運轉故障管理系統，貫徹執行檢測二次回路裝置工作狀態，強化管理員技能提高，定期組織相關技術員參與培訓，使其能夠熟練地掌控機電保護裝置操作方法，同時利用等級考核方法來判斷學習成果，且設立對應獎勵與處罰制度，進一步督促相關技術員積極提升自身技能水準，加強處置應急事件的解決技能，降低故障損失率。

4.2.2 提升整體設計深度

設計員不僅要制定設計相關內容，同時需針對實地實施調研，方才可以設計出切合實地的設計方案。設計深度務必符合規范標準，防止發生設計功能基礎缺陷，且需要具備適量超前性。不僅如此，設計企業務必強化設計管控，確保派遣有豐富實戰經驗的設計人員來執行設計任務，同時完備相關單位內部審查機制，嚴格把控設計整體品質，最終方才可設計出符合設計深度的最終方案。

4.2.3 利用標準與典型設計

變電站標準與典型設計在特定時段內呈現出共同性，其具備統一模式訴求，技術上嫻熟、費用投入比較合理，適用范疇極為普及，其逐漸成了工程建造標準化的主要措施，結果成了現代化工程建造的關鍵方法。利用標準與典型設計，更有助于確保整體設計品質，提升工程品質，降低勞動強度；更有助于推廣創新技術，提升工作效率，加速建造進度；更有助于節省建筑原料，縮減費用投入成本，提升經濟收益。

4.2.4 科學篩選及其配置二次回路設施

在二次回路設計過程中，設計員務必針對二次設施篩選與配置遵照《火力發電廠變電站二次接線設計技術規程》來貫徹執行。科學篩選把控與信號設施，針對控制開關、防跳繼電器等篩選切合二次回路標準，針對二次回路保護設施，比如：控制開關或熔斷器實施科學篩選與配置，且設立監視流程。

5 網絡異常狀態監測與警告測試分析

5.1 測試相關內容與方式

此次測試針對系統信息收集、故障診斷及其警報來分別實施測試，具體功能測試方式為：（1）信息收集功能測試，主要借助網絡報文記載解析裝置采集線路1或線路2電壓數值，查看接收端信息和實踐信息有沒有出現偏差，進一步診斷信息收集功能板塊當中數據過濾機篩處置有沒有產生效果。（2）故障診斷及其警報功能檢測，針對SV/G0OSE鏈路、交流回路工作狀態有沒有產生異常來作為診斷依據。假設出現問題，隨即查看有沒有給出警報。

5.2 測試結論解析

（1）信息收集功能測試結論，此系統收集終端輸出線路1與線路2電壓數值和實踐數值基本一致，因此，此系統能夠精準收集二次回路數據。（2）故障診斷功能與警報測試結論，此次測試通過兩條SV/G0OSE鏈路，兩條交流回路當做故障判斷對象，詳盡故障判斷測試結果統計如表1所示。

表1 故障診斷測試結果統計表

以上故障判斷結果表明，此次系統能夠精準判斷出二次回路故障工作形態，在線路運轉發生問題時，自主發生警報數據。

6 結語

文章深入研討了二次回路運轉工作狀態監測方式及其線路故障診斷問題，參照變電站繼電器工作基本原理，針對二次回路運轉工作狀態監測功能板塊實施設計，且研發對應的故障診斷子系統，被當作了二次回路智能化管控工具。最終測試結論顯示，此系統能夠精準收集二次回路工作數據，高效判斷二次回路故障工作形態，對于線路出現運轉問題狀況，自主給出警報數據。