电力系统继电保护和二次回路的现状与发展趋势

电力系统继电保护和二次回路的现状与发展趋势

陈安峰 1 胡勇 2

华能沁北发电有限责任公司，河南济源 459012

摘要：继电保护系统是构成电力系统的重要内容，它的二次回路在运行中容易受环境与人的因素影响，从而增加整个系统的故障率。相关人员客观评价二次回路运行时，利用电力系统传输、获取信息数据，及时找出故障，保证二次回路安全运行。

关键词：电力系统；继电保护；二次回路；光纤通讯；故障诊断

1电力系统继电保护系统潜在问题的诊断

1.1隐蔽故障问题的检测与诊断

静止状态的隐蔽问题检测。通过对电力网络系统分析可知，与继电保护系统相关的数据均有参考价值，这些数据是检测与诊断继电保护装置，系统了解是否存在安全威胁的重要支撑。比如对变压器或其它电力线路系统信息采集，能诊断电力设备是否存在隐藏问题。在检测与诊断中，尽量选择同步与实时的数据信息，进一步提高数据的精确性。电力系统测量回路的潜在问题。电力系统继电保护系统需从多个方面实现回路测量，其中包括多线路模拟开关与变送器等。在测量过程中，任何部件出现问题都容易引起继电保护系统电力运行数据的差异，从而产生检测错误。

1.2继电保护测量数据的检测与诊断

运动状态的故障检测和诊断技术。电力系统继电保护装置形成了彼此互补的相邻线路部件。可以通过不同的继电保护系统得到的差异化的数据测量信息，实现相关的逻辑推理，准确评估每个装置，从而检测潜在问题，提出有效的解决措施。继电保护装置运作时测量值发生改变。电力各个线路保护系统若出现相同的数据信息故障，必定产生较强的关联性。另外，电力系统的不同继电保装置也会彼此影响，如此便有利于及时发现继电保护系统隐藏的问题。计算测量部分问题。计算与测量部分是对继电保护系统数据综合处置，这部分信息紧密联系着继电保护装置的所有部件，故提高测量与计算这部分部件的可靠性可以避免该环节出现问题，从而保障继电保护系统安全运行。

1.3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

电力网络系统正常运行时，如系统发生问题将威胁电力系统继电保护系统的运行。继电保护系统只对全部电力设备的电流、电压等测量与计算，无法对电气量计算。电力网络系统正常工作时，难以直接发现隐藏的问题，但若电力网络变异，则极有可能产生潜在问题，威胁继电保护系统的稳定性。所以，运维人员可综合利用继电保护数据的关联性，对系统实现检测与诊断。

2继电保护二次回路现状

系统掌握继电保护二次回路的概念，才能确定继电保护二次回路的在线监测技术与故障诊断方式。该项工作是针对电力供应活动的危险性和安全威胁开展。继电保护二次回路具体包括三种回路。第一种是控制回路。涉及断路器或隔离开关，是围绕一次设备的合闸与分闸操作。第二种是调节回路。包括调节作用的自动装置，具体根据一次设备的变化参数，动态调整一次设备的工作状态，例如无功补偿设备的投退。第三种是继电保护及自动装置回路。主要分析一次设备运行的异常或故障状态，且自主发送跳闸命令，自行切除存在问题的设备，有关的断路器解除故障后投入操作，重新供应电力。

3继电保护二次回路在线监测系统在线监测信息种类

（1）装置的运行信息。具体包括软硬件自检信息、采样数值、开关量信息。其中装置的运行温度、通道光强与电源电压等是软硬件自检信息。而每条支路的电流、差动电流与开入量等代表了采样值与开关量信息。长时间监测、整理上述信息，有利于提高状态检修的水平。

（2）告警信息。具体包括采样值、开关量异常报警和装置异常报警。这部分报警信息出现在二次回路时，可快速判断故障和评估状态，指导运检人员的工作，从而便捷的维护智能站。

（3）保护动作。具体包括保护动作信号、动作出口信号。

（4）SV/GOOSE运行信息。具体指报文状态与格式异常信息。设备发生故障引起SV/GOOSE报文出现帧格式错误，如报文缺失、延时等。

4继电保护二次回路在线监测与故障诊断发展

4.1SV/GOOSE链路诊断

在规定的时间内，有效的GOOSE、SV信息未及时传递至接收端设备，则发生预警。比如，继电保护装置SV链路异常，直接干扰继电保护装置获得系统数据，此时通过站控层MMS对链路断线告警报文实施传送，与此同时网络报文记录分析装置同步获得这部分报文信息。在网采、网跳回路之间存在一致的系统观测源，监测对比发送方与若干个接受方之间的链路状态，按各装置传输的链路报警报文对链路异常准确分析。直采回路与网采的SV端口存在显著差异，无法对比监测链路，这是难以确定故障发生位置的原因，只有借助其它二次设备的网采回路，统计各类故障点，通过继电保护装置的告警对不能获得对比信息的直跳回路故障实现定位。

4.2交流回路状态诊断

由网络报文记录分析装置与继电保护装置收集交流量，对二次回路的交流量实时监测。智能站为达到双重化保护的目标，一般采取双AD采样的方法，对比由MMS传输的双AD采样值和两套保护的采样值，当它们之间形成相对较大的误差，则说明继电保护完成了统一采样告警，则明确至少有一套继电保护的交流回路发生异常，这为继电保护装置提供相应的异常二次回路。系统对比网络报文记录分析装置SV和继电保护装置MMS传递的采样值，当二者形成比较合理的误差，则不会发生SV断链告警，初步明确SV二次采样回路正常运行；当继电保护装置对应的采样回路正常，但网分装置与保护装置获得的采样值超过了正常水平，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该装置获得对应的二次非正常回路。

图1交流回路状态策略

4.3保护动作诊断

（1）双重化配置保护装置

严格检查AB套保护装置操作，进一步获得正确的继电保护装置动作，突出其时间性。按GOOSE的开关量时间准确计算时间差，对比动作元件在保护过程中的特点，系统了解保护动作是否正确。

（2）单重化配置保护装置

模拟单重化配置的保护装置与网络报文记录分析装置，综合进行对比，从而对交流回路科学监测，系统比较由以上装置获得的信号，全方位掌握开关量回路的运行状态。同时，变化的模拟量以及单重化保护操作逻辑有效融合，判断保护动作是否正确。

5结束语

综合分析，在电力系统实际运行中，十分有必要大力发展全方位分析继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术。现阶段，电力行业正在不断加强智能化建设，但有很多企业未形成现代化技术的应用理念，这直接影响了在线监测与故障诊断技术的应用效果，降低了电网运行维护的效率。基于这种情况，全面分析电力系统继电保护在线监测与故障诊断技术，可提高系统运行水平。

参考文献

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[2]宗志亚.基于扰动激励的电力系统继电保护故障诊断关键技术[J].电测与仪表,2019,56(21).

[3]李多娇.电力系统二次继电保护中存在的问题及解决方法[J].区域治理,2018,000(044):192.