二次系统的智能变站故障诊断方法研究

二次系统的智能变站故障诊断方法研究

施浩翔

国网福建省电力有限公司福鼎市供电公司，福建福鼎355200

摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，智能变电站的建设速度非常快，增加了二次系统的运行压力，必须确保二次系统适应变电站智能化的运行环境，才能发挥二次系统的优势。二次系统在智能变电站中，存在多样化的故障表现，对智能变电站造成很大的影响。智能变电站应根据二次系统的需求，提供安全、可靠的诊断方式，解决二次系统中的故障问题，体现故障诊断在智能变电站二次系统中的应用价值。

关键词：二次系统；智能变电站；故障诊断；信息融合

引言

随着电气自动化和信息技术的不断发展，变电站逐步实现了可视化、通信化以及智能化发展，在整个可视化智能变电站发展中，二次设备故障诊断系统肩负着运行、保护以及监控变电站的任务，其中，可视化管理成为智能变电站中不可或缺的一部分，主要通过合并单元、智能终端、保护以及运动等组成，分别进行数据采集和信息交互诊断使用，二次设备诊断系统采用数据采集值来代替传统模拟交流量，强化了自我诊断能力，为智能变电站二次系统诊断提供了便利。

1智能变电站故障诊断流程

智能变电站故障诊断，首先收集智能变电站故障预警信息，确定可疑故障原件集，综合分析保护和断路器异常信息，编制合理的故障诊断报告，为后续故障解决提供支持。（1）确定可疑故障元件集。智能变电站一次系统。一次系统出现故障问题，借助保护和断路器及时切断故障，确定故障区域，保证变电站其他区域正常运行。结合收集的一次系统保护和断路器动作信息，合理划分一次系统故障区域。智能变电站二次系统，通过智能变电站调度中心来收集和分析故障预警信息，依托于二次系统拓扑结构，合理划分系统故障区域和故障无流量区域，其中包括通信网络和IED装置二次系统元件。（2）故障概率计算。在这一环节，通过比值形式贝叶斯算法定位故障元件位置，避免故障预警信息不完整加剧误诊问题出现几率。通过比值形式的贝叶斯算法计算可疑元件的故障概率，在精准计算结果基础上确定故障元件集，对于可能出现的误诊问题，综合考量故障概率可靠度和预警信息完备度信息，使用信息融合方法来确定故障二次元件。（3）保护和断路器不正常动作。智能变电站出现故障问题，由于信息丢失加剧保护和断路器故障问题，在一定程度上加剧保护和断路器异常动作几率，合理划分保护和断路器异常行为模式，实现二次系统故障诊断结果深度分析。在智能变电站故障诊断中，通过电缆通信来收集和分析预警信息，信息多为一次系统诊断信息，却很少涉及到二次系统信息，由于二次系统故障问题可能导致信息遗漏，加剧异常行为问题发生几率。推动二次系统网络化，提升智能变电站二次系统运行可靠性，实时监控系统运行情况，为后续的智能变电站故障诊断提供信息依据，为后续保护和断路器异常行为深度分析奠定基础。

2智能变电站二次系统故障诊断方法

2.1在线运行状态信息

二次设备的运行状态信息主要包括：软硬件自检信息、开关量信息以及采样值等信息，其中软硬件自检信息针对装置运行温度以及电源电压等；采样值和开关量信息主要包括设备直流电路、差动电流以及开关量状态、正常反应等，系统会对设备运行状态进行不间断监控，提供二次设备故障的诊断数据。

2.2故障诊断结构

智能变电站故障诊断模型，为了满足功能需要设立专家系统诊断结构，其中包括数据库、知识库、人机接口和推理机等多个部分。其中数据库是在线监测收集的故障诊断信息，为后续故障排除提供可靠依据；知识库则是专家系统核心内容，用于数据计算和推理，可以强化专家系统表达效果，便于及时解决二次系统故障问题；人机接口，保证二次系统和专家设备连接在一起，用于判断故障问题；推理机则是分析二次系统中的异常故障信息，合理规划，精准诊断和排除故障问题。

2.3软压板编号故障及故障隔离措施

在智能变电站中的二次设备检测过程中，针对于软压板编号的故障问题与处理的措施，需要做到以下几点:①智能变电站软压板检修投退记录均为独立，在二次设备检修时，如未编号，易出现重复操作，降低效率。②软压板是继电保护装置重要组成部分，但其规格与变压器保护、母差保护等所使用的软压板基本相似，对此，操作人员二次设备检修过程中，容易出现误操作，如引发错误的保护反应，很有可能造成重大安全事故。当前国家电网对于继电保护操作已经提出了“六统一”原则，并制定了软压板保护规范，笔者在参考其中内容并结合自身工作经验的基础上，设计了更为直观的编号原则，拟采用更为简洁的编号规范避免出现软压板编号不当问题。故障隔离措施应该明确编号对象，了解需要进行编号的软压板。并且需要做好继电保护软压板分类工作，并完成标号。

2.4故障诊断系统结构

智能变电站二次系统故障诊断模型主要以专家系统为主，构建出专家系统的诊断结构。专家系统结构主要包括4个模块：数据库，用于存储在线监测及故障诊断的信息，为故障诊断提供可用的参数信息，数据库系统可以划分为动态与静态结构，分别负责配置参数与状态参数，强化数据处理的基础；知识库，此结构是专家系统的核心，也是故障诊断的集合模块，其可执行推理、计算等，知识库执行专家系统的表达，以便故障诊断系统能够诊断出二次系统潜在的故障；人机接口，主要是连接二次系统与专家系统的设备，确保专家系统能够准确判断二次系统的故障；推理机，是专家系统的控制部分，可以分析二次系统的异常信息，利用专家系统内的各项规则，诊断出二次系统的故障。

2.5故障诊断推理

故障诊断推理是根据智能变电站二次系统的状态，推理出系统内潜在的故障。智能变电站二次系统故障诊断推理可以分为3个部分：规则推理，全面分析二次系统内中的已知信息，与知识库内的条件匹配，找出匹配成功的信息，此类信息表达了二次系统的故障，规则推理必须以二次系统的原始信息为主，由此才能推理出精确的信息；精确推理法，此类推理方法在二次系统故障诊断中具有适应性强的优势，不局限于任何条件限制，能够准确的推理出已经出现故障的设备，方便检修人员维护；产生式推理，主要是深化事实到推理或推理到事实的过程，二次系统内的智能设备非常有限，产生式推理基本不需要告警信息即可找到故障的根源。

3智能变电站二次系统调试

1）单体调试智能变电站故障诊断中，在间隔层进行单体调试，检查网络交换机性能和连接线路，优化检查流程，保证二次系统稳定运行；保护单元，保护单元逻辑功能调试，检查系统参数，实现信息安全交互，及时排除故障问题；智能终端，智能变电站设备安全接地，调试GOOSE报文功能保证智能终端运行稳定性。2）分系统调试分系统调试是在单体调试基础上进行，有助于缓解故障诊断压力，提升故障诊断有效性，促使智能变电站二次系统安全稳定运行。基于在线监控系统来收集信息，结合二次系统故障诊断结果进行调试。

结语

二次系统对智能变电站稳定运行影响较大，在前沿技术手段支持下，实时监控智能变电站运行情况，获取设备故障信息。在此基础上，寻求合理有效的故障诊断方法，在降低故障几率同时，保证智能变电站二次系统稳定运行，维护智能变电站运行安全，带来更大的经济效益。

参考文献

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