继电保护设备及二次回路状态检修系统构建

继电保护设备及二次回路状态检修系统构建

孟阳

国网内蒙古东部电力有限公司检修分公司 内蒙古 通辽市 028000

摘要：文章在充分分析现阶段发展状况的基础之上，分析了继电保护二次回路的优势，分别从系统业务应用、系统建设功能、开关量输入二次回路状态在线检测、模拟量的状态监测角度深入研究了系统架构，并结合电力系统暂稳态分析对系统构建的实用性进行了验证，以满足继电保护设备维护、电测技术监督、远动设备管理、消防报警控制系统以及低压380V系统的日常维护与消缺管理等正常工作开展的需要。

关键词：继电保护；二次回路；状态检修

随着现代科技的高速发展，现代互联电网规模不断扩大，我国传统的检修模式已经不能满足现代电网运行发展的需要。对于继电保护的状态检修而言：一方面要结合继电保护的实际运行情况；另一方面要对继电保护进行科学和有效的检修。虽然国外有很多学者在继电保护的状态检修以及保护装置上面开展了许多有成效的研究，但是对继电保护的二次回路的状态检修方面涉及却不多。

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1现状分析

建国以来，我国电力系统长期实行以预防性计划检修为主的检修体制。这种检修体制主要依靠检修规程来确定检修项目，存在盲目性和众多的不足，造成企业资源的严重浪费。随着近几年的建设，电力一次设备的状态检修工作已经逐步完善起来，电力系统作为一个整体，需要一、二次设备的协同运转才能有整个电力系统的稳定运行，因此对二次设备开展状态检修成了必然。

继电保护装置作为二次设备中的重要组成，通过开展继电保护设备及二次回路的状态检修，能及时发现设备运行中的发展性缺陷，防止突发性事故的发生[3]；从而降低输变电设备的事故率，减少继电保护设备试验和维修的盲目性，降低继电保护设备因检修而发故障的可能性；从而延长继电保护设备运行寿命，能够有效地提高电网的运行可靠性，降低检修成本和检修风险，提高继电保护运行管理水平和设备全寿命周期的运行管理水平。

目前继电保护设备的状态检修信息化系统建设相对落后，继电保护设备的状态检修仍然是以人工的方式收集记录设备基础数据、运行数据以及检修试验数据，对于评价过程也是人工进行设备状态评价[4]。这样一来所收集数据的准确性，及时性，完整性以及数据的规范化存在严重的不足，导致设备状态评价的有效性和准确率无法保证，并且需要消耗大量的劳动力为企业带来了高昂的人力成本。

为此迫切需要构建一套完整信息化系统，用于支撑继电保护设备及二次回路的状态评价，能够全面掌握继电保护设备的运行历史和现状数据，保证数据的准确性，及时性，完整性以及数据的规范化，并通过信息化系统利用计算机高效的是运算能力实现设备状态的自动评价，从而效地提高电网的运行可靠性，降低检修成本和检修风险，提高继电保护运行管理水平和设备全寿命周期的运行管理水平。

2继电保护二次回路状态检修系统的优势

2．1继电保护二次回路的安全性能优势

继电保护设备及二次回路状态检修系统是建立在现代化发展的技术装置的基础之上，较高的科技化层次保障了继电保护二次回路系统的运行安全性能，最大限度地降低了故障发生率，且易于后期系统监控以及维护，有效地预防各类突发安全状况的发生。

2．2继电保护二次回路的经济性能优势

继电保护设备及二次回路状态检修系统架构简单，可操控性强，占地面积小，因此装置成本较低，具备较强的经济性能；同时，自动化程度的提升也进一步解放了人力，使后期系统检测维护更加便捷高效，有利于成本控制。

2.3继电保护二次回路的性能优势

继电保护设备及二次回路状态检修系统有利于保障电力系统运行数据的精确性要求，保障设备高性能运行，在对基础运行监测数据深入分析的基础之上，可以进一步有针对性地提出系统优化举措，提升系统运行安全可靠性能的同时，极大地降低了系统运行成本，提升设备利用率。

2．4继电保护二次回路的自动化控制性能优势

继电保护二次回路自控程度高，系统运行检测过程实现了完善的数据采集、输送、分析及反馈体系，且运行过程中采取一系列保护检测装置，实现稳定、连续运行，较好地保障了系统的运行性能。

3继电保护二次回路状态检修系统构建思路   3.1装置硬件结构设计   （1）串流表采集二次回路电流并远传。为了能够精准的采集单相电流，满足系统信息传输的要求，在系统设计中应该注意：   ①选择合理的电流表，保证电流表能满足测量的精度要求；②定制通讯远传模块，与电流表配合将数据上传至云服务器；③在基础电流表上进行改造，将电流表与可调电阻串接。   （2）钳流表采集二次回路电流并远传。钳流表采集二次回路电流过程中，一方面需要保证基础电流表的数据采集精度能够满足系统运行的基本要求，还要通过相应的通信远从传模块与电流表配合将相关数据上传到云服务器。另一方面，为了保证数据精度要求，对基础电流表电流钳做改造，使其空间分布更为合理，并能在电缆线分布密集的情况下不影响使用精度。   3.2搭建装置通信平台   搭建装置通信平台能够强化系统信息传输能力，对于整个系统功能的实现产生重要影响。搭建装置通信平台的主要技术包括：（1）确定网络架构。本系统设计采用了采用三层模式的Browser/Server结构；（2）数据无线传输技术。该系统采用使用2.5G的GPRS网络；（3）通讯协议。本系统的通信协议主要分为两种，其中电流表与GPRS无线数传模块间使用Modbus通讯协议；GPRS无线数传与云服务器间使用基于无线链路的TCP/IP协议。   3.3软件系统开发实施   3.3.1确定开发环境   （1）软件开发环境：①在windows7系统环境下，公众号前端展现Javascript语言实现，后台服务使用Java程序实现，云服务器数据库使用Mysql数据库管理系统。②相关PCB电路板的设计使用AltiumDesigner软件平台进行绘制。③装置外壳的设计使用AutoCAD软件进行设计。   （2）硬件开发环境：①准备相关元器件和焊接平台；②准备Windows台式机一台。   3.3.2改造电流表   考虑到发电厂500KV变电站内不同电压等级间隔的二次回路电流特点，判断当电流表接在电路中是，需要特定的技术做支撑。根据所提出的技术要求，后经研究后决定在扬州中瑞的电流表上进行改造，在改造其面板的同时，增加无线数据传输设备，方便系统的无线数据传输需求；为了实现调节分流电流的目的，将该电流表与电阻串联，确保该串流表能够完成电流测量、串接电阻的工作。   3.4系统建设   继电保护设备二次回路状态检修系统的主要功能定义为：获取并处理继电保护设备相关基础资料、设备实时/历史运行数据等反映设备健康状态的特征参数，评价设备当前健康状况。因此为了能够实现这一目标，本系统在系统图建设中，重视对二次回路的状态评价，整个系统按照继电保护状态的特征量与状态评价，基于CT二次回路运行状态的各项指标，评价系统运行结果；在获取最终数据后，系统能够在手持设备上呼叫通信模块采样指令，使其能向手机上发送相关信息；微信接收端在获取云服务器的相关资料后，会在第一时间将信息传递到通信模块的GPRS模块上。在完成这个信号传递操作后，该信号将会作为触发CPU采样信号，并将采样信息已GPRS模块传送到移动服务器端口，最终将信息反馈到手机终端，让技术人员掌握实时的数据样本资料。

结束语   我国目前对于继电保护设备的状态检修信息化系统的建设相对来说仍存在着一系列缺陷，需借助于当前高速发展的信息技术、网络通信技术等开发的，用于支撑继电保护设备及二次回路的状态评价的完整信息化电力运行监控系统。   参考文献：   [1]曲妍，王春光，梅姚，等.继电保护设备及二次回路状态检修系统构建[J].现代电子技术，2013（14）：152-155.   [2]窦永宏，李俊.浅议电力系统继电保护二次回路的检修与维护[J].科技创新与应用，2014（32）：198-198.   [3]黄宗阁.继电保护相关二次回路的在线状态检测技术[J].引文版：工程技术，2015（22）：230-230.

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