智能变电站继电保护二次回路运行状态监测方法

智能变电站继电保护二次回路运行状态监测方法

张旭阳

内蒙古电力（集团）有限责任公司锡林郭勒供电分公司  内蒙古自治区 锡林郭勒盟锡林浩特市  026000

摘要：智能变电站(以下简称“智能站”)具有过程层网络、站控层网络等不同层级网络之间信息共享便捷、二次回路简单、占地面积小等优点，已成为当前变电站的发展趋势。传统变电站的二次回路主要依靠电缆实现，存在二次回路盲区较大，无法在线监视等缺陷，智能站的二次回路主要依靠网络通信替代传统的电缆二次回路，使用数字信号代替传统的模拟信号进行传输，完成二次设备传输量值的数字化。通过SV、GOOSE等二次回路网络的通信信息实现数据和信息的交互，大大提升了变电站运行和保护的智能化水平。本文将主要讨论如何完成智能电网二次回路的在线监测和故障检测。

关键词：智能变电站；继电保护；二次回路；运行监测；

引言

在当前通信技术、计算机技术、互联网技术及电子技术等现代技术支持下，变电站逐渐转变为智能化、信息化和数字化。继电保护二次回路在传统变电站中起着至关重要的作用，能有效保护变电站正常运行。在智能变电站中，继电保护二次回路在变电站运维工作中也有着重要的地位。智能变电站继电保护二次回路是指用于连接变电站二次设备（电表、继电器等）的电气线路，可对智能变电站中的一次设备进行保护和控制，通过调节智能变电站一次设备的电气线路来保证变电站的稳定运行。

1继电保护二次回路特点

继电保护二次回路是确保电力系统稳定运行的关键部分，是系统必不可少的结构，正是因为其本身功能特点，继电保护二次回路有较高的复杂性。目前，我国电力系统继电保护二次回路主要包括保护装置、电源系统、监测系统等多个部分，实现对于相关设备的低压保护。为确保有效发挥其保护功能，还需要与其他系统相互配合，这也使得二次回路具有一定的综合性特点。

2继电保护二次回路运行状态监测的必要性

继电保护二次回路直接影响着电力系统能否正常运行，属于电网系统管理类的关键环节，传统的变电站二次系统故障发生频率高，处理要求专业性较强，因此导致的故障处理难度升高，微机保护除了系统或装置软件本身引起的常见故障外，二次回路存在的安全隐患或技术故障难以通过设备的运行状态检查发现，故而出现的安全隐患不能立即处理，因此继电保护二次回路运行状态在线监测一直是传统变电站难以实现的顽疾。据此，智能变电站通过检查SV网络、GOOSE网络的运行状态可以很好地预防和避免当前供电系统中微机保护二次回路不能可视化而导致的安全隐患。常见的隐患比如:①电压互感器、电流互感器二次回路短路或开路。在二次回路运行过程中，很可能由于维护检修人员没有及时发现或维护造成长期隐患的存在，螺丝与螺孔接触不良、电缆绝缘能力降低等也容易造成故障问题;维护过程有纰漏或设计不合理，如渗水、磨损等情况很可能短路。②变压器、断路器、隔离开关等一次设备的二次回路故障，如二次回路电缆发霉潮湿、有小动物窜入等，同样可能导致一次设备内部结构或二次回路出现短路故障或接触不良。

3继电保护二次回路状态监测方法

3.1在线监测系统

在线监测系统能够进一步提升继电保护二次回路运行的稳定性和可靠性，提升故障处理检查的效率，同时还能降低故障检查过程中的复杂性和困难程度。在线监测系统属于智能化系统主要包括主站系统、后台系统和终端设备，在这3个部分的协调配合之下，实现对二次回路的在线监测、数据收集、信息分类以及相应故障诊断。其中，主站系统是整个监测系统的核心部分，能够实现对于相关线路和设备的在线监测和数据处理。终端设备能够实现相应数据的采集、分配和过滤，在回路运行过程中，一旦发生故障或出现数据运行异常的情况，端站设备会将分析采集到的数据信息并进行故障诊断，然后将收集到的数据信息进行归纳汇总、形成故障报告，最后发送到站点。相关操作管理人员则以此为依据进行分析、确定故障点并制定故障处理方案。在线监测系统的建立和科学应用，大大提高了故障诊断的效率，对于提高故障处理水平、保障系统运行稳定性有着积极作用。

3.2基于多参量的在线监测及故障诊断方法

该方法主要依靠智能站中报文格式记录分析设备的功能特点，根据该设备与报文格式记录的智能输入判断的对应关系，获取二级回路相关的基础消息。将格式数据信息发送到管理主机终端进行综合分析，同时提出SV、GOOSE网络的链路状态和计算机保护设备的在线监测诊断对策。在本系统中，报文的识别由网络分析仪记录和分析，同时充分考虑到过程层和站控层的报文信息量极大，存在大量冗余和非关键信息，导致生产调度数据网络的工作压力过大。网络分析仪设备采集信息后，对统计数据进行分类和选择，根据系统运行报文信息内容，将在线监测信息分为稳态过程、暂态过程及其运行状态文件。筛选出与APPID相匹配的链接信息，并转化为文档。稳态报文是记录长期检测信息(如温度、光强、电流电压、位置信息等)的文件，状态文件是检测通信链路当前连接状态的文件。系统软件不仅存储站内信息，还进行实时诊断和分析。同时，数据分析状态信息的长期变化趋势，整合设备发生异常时的状态特征，评估身体状况，做出诊断管理决策，这种方法提高了智能运维设备的运用效果。

4优化电力系统继电保护二次回路工作的具体措施

4.1加强回路功能的测试

我国电力系统在实际的运行过程中，如果由于一些故障原因导致继电保护二次回路无法正常工作，那么整个系统的自我保护功能将大大下降。因此在日常的检修工作中，回路功能的检查是非常必要的，一般情况下，对于二次回路的检查工作内容主要包括了系统完善性的检测以及相应的硬件设备测试，确定硬件设备以及模块设计合理后对相应的数据参数进行测试，根据实际运行过程中所产生的数据信息来判断整个功能是否出现了问题。

4.2继电保护二次回路导入

提取完二次回路信息后，需将提取到的信息导入可视化软件中，构建与二次回路实际相对应的连接关系图。根据智能变电站继电保护二次回路可视化功能需求，选用可视化软件，在网络访问点中找到待导入文件，并选中文件名，将其拖拽到可视化工具中［。在可视化工具模型构建中建立智能设备模型图，在该界面添加智能设备及线路，然后添加数据信息，可视化工具将自动调取网络访问点相关数据，将数据填充到与其对应的智能设备上，对准智能设备点击鼠标右键即可查看到二次回路相关信息。具体导入流程如下：检查网络访问点二次回路信息文件；可视化工具搜索输入节点；可视化工具检索全部外部引用条目；调取智能设备名称、实例名、数据对象名称等信息，组合智能设备二次回路；根据组合的二次回路，可视化工具搜索相应报文控制块信息；按照相应设备，导入通信参数、连接数据、运行参数等信息。按照以上步骤即可完成智能变电站继电保护二次回路导入。

结束语

目前常用的检测与诊断技术依赖于变电站当前的网络结构。灵活利用网络结构、计算机设备和功能开发，可以大力推动继电保护的发展。在充分发挥智能运维功能之前，必须以相应的二次设备为基础。随着智能电网的快速发展以及网络技术的进步，智能运维、二次回路可视化、辅助作业等功能的完善也将具有更加优异的应用前景。

参考文献

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