智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断深入探究

智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断深入探究

袁亮荣

广东电网有限责任公司电力调度控制中心 广东广州 510600

【摘要】伴随着我国通信技术的快速发展，变电站的通信网已初步取代了二级线路，综合自动化系统的发展也体现了二级线路的智能化和网络化。然而，仍有许多电力公司采用传统的检查方法进行设备的维修和保养。单纯利用网络信息对变电站进行互联分析，不能满足智能变电站的需要。

关键词：智能变电站；继电保护；二次回路；故障诊断

0.引言

智能变电站的出现，更能满足用户的用电需求。本文对智能变电站二次回路故障诊断方法进行了深入的研究，简要介绍了两种常用的二次回路故障诊断方法及其诊断过程。在此基础上，提出了故障诊断方法和保护措施.

1.继电保护二次回路简介

继电器保护是检测电力系统故障或异常、发出报警信号或直接隔离、切断故障元件的重要手段。把握继电保护二次回路的概念，可为继电保护次级电路的在线监测技术和故障诊断提供依据。本课题是针对电力活动的危险与安全威胁开展的。有三种主要类型的次级电路用于继电器保护。第一步，控制循环。包含断路器或隔离开关，它们都绕着主设备的合闸和分闸工作转动。二是调整周期。包含自动装置的调节动作。具体来说，可根据设备参数的变化，如无功补偿装置的开启和关闭等，动态调整其工作状态。三是继电保护电路及自动化装置。重点分析一次装置的异常或故障状态，以及跳闸指令的自动传送、故障装置的自切、故障排除后有关断路器的运行，以及故障的恢复。

2.智能变电站继电保护系统潜在问题的诊断

2.1静态隐藏故障的检测和诊断

已有研究表明，有关继电保护的数据可用于电网的系统分析。该数据是继电保护设备检测与诊断的重要依据，也是系统理解设备是否存在安全威胁的重要依据。比如，收集关于变压器或其它电力系统的信息，并对电力设备中的隐患进行诊断。当进行实时数据检测和诊断时，尽量选择同步数据信息，以进一步提高数据的准确性。智能变电站继电保护系统在电网计量电路中存在着许多问题，其中包括多线模拟开关、变送器等。任何组件的问题都很容易在检测期间导致电源操作数据不一致。继电器保护系统出现故障时，故障检测会出错。

2.2不同场站或同一场站不同装置测量的继电保护系统数值关系

智能变电站继电保护系统在电网正常运行过程中，一旦发生系统故障，将对系统运行构成威胁。继电器保护系统只能测量和计算通电时的电流、电压等，不能计算电气量。当电网系统正常运行时，很难直接发现隐患，但一旦电网发生变化，就有可能引发安全隐患，威胁继电保护系统的稳定。因此运维人员需要充分利用继电保护数据的相关性对系统进行检测与诊断。

2.3继电器保护测量资料的检测与诊断

智能型变电站继电保护装置与相邻线路形成互补。采用不同继电保护系统获取的差分数据测量信息，实现相关逻辑推理，并精确地对各设备进行评估，找出潜在问题，提出有效的解决方案。在运行过程中，继电器保护的测量值将发生变化。若同一数据信息失真发生在不同的线路保护系统中，必然会出现强相关现象。此外，电力系统中各种继电保护装置之间还会产生相互作用，有助于及时发现继电保护系统中的隐患。计量部的计算计算量测量部分是对继电保护系统数据的综合处理。这一部分的内容与继电保护系统的各个组成部分密切相关。提高计算测量元件的可靠性，可以保证避免线路故障。

3.智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断深入探究

3.1继电保护二次回路在线监测系统

（1）结构组成

在线监测系统包括主站系统和站侧设备。主站系统由省调度人员调度。鉴于目前智能变电站不需要新的设备，所以可以使用网络记录和分析设备收集站边信息。相对于新建智能变电站，在线监测诊断装置实现了数据采集操作。站位装置的主要功能是收集、配置、预处理和信息过滤。该装置能迅速识别通信网络故障，收集相关信息，然后将其以文件形式发送给调度程序主站点系统。主站系统对设备发送的异常信息进行初步判断，并提供界面反馈。

（2）监测信息种类

1.设备操作的相关资料。软件、硬件自检测信息，采样值，切换信息。软硬件自动检测数据，如设备工作温度、信道光照强度、电源电压等。每一个分支的电流、差分电流和开关流量表示采样值和开关流量信息。对于上述信息的长期监控和分类将有助于改善状态维护。

2.报警信息。尤其是采样值、开关值及设备异常报警。在次级电路中出现的报警信息，可以快速地识别故障，评估状态，指导运输检查员的工作，帮助维护智能站。

3.保护的作用。尤其是保护动作信号，动作输出信号。

4.SV/GOOSE运作情况。指定指示信息状态和格式异常信息。对于 SV/GOOSE消息，设备故障可能导致消息中出现帧格式错误，如消息丢失和延迟。

3.2继电器保护二次回路的在线监测及故障诊断原理

通过网络信息记录分析设备和继电保护设备收集交流量，对二次回路的交流量进行实时监控。为了实现双重化保护目标，智能站通常采用双 AD采样方法，将双 AD采样值与由 MMS传输的两套保护的采样值进行对比，当两者之间出现较大误差时，则表明继电保护已完成统一采样报警，则表明至少有一套继电保护的交流回路出现异常，从而为继电保护装置提供相应的异常二次回路。当网络报文记录分析装置 SV与继电保护装置 MMS传递的采样值有较大误差时，不会产生 SV断链报警，初步确定 SV二次采样回路正常运行；当继电保护装置 MMS传递的采样回路正常，但网分装置与保护装置传递的采样回路超过正常值时，代表网络报文记录分析装置的交流采样回路非正常，根据网络报文记录分析装置获取相应的二次异常回路。

3.3保护动作诊断原理

单重化配置的模拟保护设备和网络报告，记录和分析设备，进行全面比较，科学监测交流电路，并对以上设备获得的信号进行系统比较，从而充分掌握设备运行状态。切换电路并且有效地整合了变化模拟量和单个复位保护操作逻辑，以判断保护操作是否正确。快速定位次级电路故障是次级电路故障诊断的主要内容。当前，在智能变电站次级电路中存在着大量的光纤通道和光开关。该系统能够快速地发现通道的异常情况，判断通道保护装置、开关、光纤组件等是否存在故障。这可节省查找辅助系统故障的时间。保证电源稳定。基于全站网络信息、辅助设备状态监测信息、设备网络数据交换、综合站组网结构、 SCD配置、物理端口等信息，实现了信道故障的准确定位。

4.结束语

综上所述，在智能变电站的实际运行中，需要大力发展继电器保护二次回路的在线监测与故障诊断一体化技术。目前电力工业正在不断加强智能化建设，但很多企业和行业还没有形成运用现代技术的观念，这直接影响了在线监测与故障诊断技术的应用效果，降低了供电效率。

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