智能变电站的继电保护二次回路故障监测分析

智能变电站的继电保护二次回路故障监测分析

杨艳兴

山西科通电力工程有限公司 030000

摘要：继电保护二次回路常见的故障主要是控制回路、测量回路以遥信回路故障，而传统的测导通法、对地电位法以及测电压降法，主要依赖于万用表且具有一定的限制性，因此有必要研究一种新型故障诊断系统。

关键词：智能变电站；继电保护；二次回路故障监测

引言

随着电力系统安全性控制技术的发展，通过继电保护实现对电力系统的优化控制，提高电力系统的稳定性。对此，在进行电力系统继电保护二次回路设计时，为防止受到电流串扰和电压振荡因素的影响，导致电力系统继电保护二次回路故障输出的稳定性不好，故障发生率较高的问题，需要构建优化的电力系统继电保护二次回路故障状态实时监测模型，结合对电力系统继电保护二次回路故障特征检测和信息融合处理，提取电力系统继电保护二次回路故障特征量，通过特征分类识别的方法，进行电力系统继电保护二次回路故障检测识别，提高故障诊断分析能力，研究相关的电力系统继电保护二次回路故障监测方法受到了人们的极大关注。

1继电保护二次回路

继电保护二次回路主要构成包括信号回路、测量回路、控制回路、监察系统、自动化装置以及调节系统等。其中控制回路主要是根据系统运行需求控制系统开、合闸动作；信号回路主要是显示系统设备运行状态，以便工作人员进行各项操作或者调节，具体又分为登陆信号与状态信号，可以显示系统保护动作、系统故障以及断路器监视等多种信号；测量与监察系统主要是监测以及记录系统运行过程中的各项参数，如电流、频率、电压、绝缘以及功率等，以便工作人员判断系统运行状态；调节系统主要是对系统运行的各项参数进行调节，确保系统安全、稳定、高效运行。机电保护二次回路在运行过程中比较常见的故障包括遥信回路故障、测量回路故障以及控制回路故障，传统检查方式主要是采用万能表，常用方法包括测导通法、对地电位法以及测电压降法。其中测导通法需要断开故障回路的电源，否则会烧毁监测设备，其主要是利用万能表欧姆档测量回路电阻，以判断故障类型、部位。对地电位法以及测电压降法可以实现在带电测量，相较而言在实践中应用较为广泛。

2变电站继电保护二次回路隐患产生的原因

2.1环境因素产生的隐患

继电保护运行中的二次回路，由于元件老化、温度的骤变、工作电源改变等原因，都会产生许多严重的安全隐患。内因和外因造成的安全隐患都是隐藏起来的，不容易被发现。例如在高温环境中，电子元件的特性会受到很大的影响，而工作电源的变化会直接影响到给定电势的变化;次级电路电缆的外部老化会导致多次接地，或者如果接线板松动，则可能导致严重的故障，如CT开路。组成寄生电路，无法有效地发挥次级电路的继电保护功能。

2.2信息诊断与警告

将经过处理的稳态文件、暂态文件发送至主站，利用此部分结构中的链路巡检模块，查看各条链路作业是否异常。如果文件中参数数据与数据库中参数数据界定范围不符，则认为当前线路作业异常。此时，开启系统警告功能模块，在操控指挥界面显示异常文件，以红色图标惊醒管理人员。

2.3回路误接线

设备安装过程中，一定要保证每一根电缆都连接。但如果安装人员自身专业素质不高，对结构图理解不正确，在安装过程中可能会出现虚连接、端连接错误等问题。在采样电路中，如果出现线路错误，如次级线圈的极性反接、相序错误等，将影响继电保护装置收集正确的次级量，从而导致保护失败。信号线上出现线路错误，硬接触信号不能通过测控装置上传到监控后台，从而对智能化的无人值班的变电站的正常运行造成影响。在控制电路中出现接线错误时，即使保护装置正常动作，也不能向断路器输出信号，造成拒动。这样，继电保护装置就不能安全稳定地工作。仪器检测过程中，相关检测人员不按规定操作，容易造成安全隐患。接线错误将在新建变电站或技术改造项目中更为常见。

3 二次回路线路故障诊断

3.1SV/GOOSE链路诊断基本原理

此故障诊断方法基于是否接收SV和GOOSE信号作为故障诊断基础。如果在规定的时间内没有收到这些信息，则认为当前行不正常。此部分信息形成警告消息并发送到消息存储设备，然后对信息进行处理以获得详细的故障排除结果。与直接电路故障排除的SV端口不同，直接电路故障排除使得链路比较分析更加困难，预配置的处理列出了电路的所有故障可能性。同时，分析其他次要回圈作业的状态以及失败的可能性。对于特定故障位置，必须将此信息发送到多个保护设备，并在出现警告后由系统管理员使用故障排除方法确定故障位置。

3.2替代电路诊断方法

对于智能变电站二次回路流量监控，可从报文分析设备和继电保护装置收集的流量中进行综合分析并得出结论。目前，国内的智能变电站通常采用双AD采样，采用两种保护措施，将MMS上的双ad采样值与双保护采样值进行比较。如果比较结果的相对误差在安全阈值范围内，且满足继电保护装置不发出使用不一致警告的条件，则可认为双AD使用结果一致，二次回路正常工作。如果比较结果超出阈值安全范围，则表示至少有一个备用继电器保护电路处于异常状态。然后，联机监视系统生成警告并向主系统发送错误报告，以便维护人员可以快速处理。此外，通过对中继保护装置报文分析设备和MMS的SV采样值进行分析，可以确定替代采样电路的情况。如果两个比较数据的最大错误值都在安全阈值范围内，并且没有显示SV失效警告，则表示SV二级采样循环工作正常。如果继电保护设备的采样回路正常，但数字误差超过安全阈值，则表示ca采样回路处于异常状态。

3.3保护性诊断技术

通过监控交流回路的位置信号来判断其运行状态。在实际操作中，常采用双回保护对两回保护的实际动作进行监测、诊断，以判断保护装置的运行状态，例如其实际操作、输出时间等。值得一提的是，在这个过程中，输出时间根据GOSSE开关的实际情况来计算，这样才能进行准确的检测与判断。另外，对于带有单一复位保护装置的两级回路，主要是借助网络信息记录分析器对各模块进行监测，并进行模拟、对比和分析。同时，还需要将实际监测结果与测控装置发出的定位数据进行对比，才能完成对开关量系统运行状态的实时监测。通过模拟量的变化与实际动作逻辑的对比，对动作的准确性作出判断。

结束语

智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术能够及时发现二次回路运行故障，提高故障检测的精准度，缩短故障时间，提升智能变电站的安全性。由此可见，在电力行业智能化水平不断提高的背景下，深入研究智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术具有现实意义。变电站智能化发展是当下电力系统发展的主流趋势，可以有效提升输配电安全性、持续性、稳定性，而继电保护二次回路作为智能变电站保护系统，具有关键性作用，通过设计继电保护二次回路故障诊断系统可以实时掌握二次回路运行状态，包括交流回路、运行状态、交流回路、6SV/GOOSE链路、预警系统等，及时发现异常情况并发出预警，可以充分保障二次回路正常运行，发挥保护作用。

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