基于智能变电站环境下继电保护二次回路监测及故障诊断研究

基于智能变电站环境下继电保护二次回路监测及故障诊断研究

武相亨

内蒙古电力集团有限责任 内蒙古巴彦淖尔市 015000

摘要：近些年来，在社会经济不断进步与发展的新时代下，我国人民的物质生活也有了很大的提高，在这种情况之下，为了给广大的人民群众提供更加安全稳定的。电力能源。积极对智能变电站继电保护装置。二次回路的可靠性进行系统的重视，就显得尤为重要，其不仅可以。在最大程度上。提升。电力能源供应的质量，从另一个角度来看，对电力系统运行的安全性稳定性也具有积极的促进作用，因此，本文主要从二次回路在线监测与故障诊断系统的相关国家入手。对他。具体的诊断原理进行了系统的分析与研究，从而更好地促进电力企业对智能变电站继电保护二次回路。控制水平的不断提高。

关键词：智能变电站；继电保护；二次回路；在线监测；故障诊断；

在社会主义现代化建设新时期下，我国电力企业在发展的过程中更加注重发展的科学化与合理化，落实到实际的智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术提升方面，电力企业在实际进行发展的过程中，为了更好的保证其电力系统运行的安全性与稳定性，不断加强对其智能变电站继电保护二次回路在线监测与诊断技术水平的工作是非常重要的。因此，从某种意义上来讲，电力企业要积极提升自身的在线监测与诊断技术水平，从而更好地促进相关系统运行的安全性与可靠性。

1.二次回路在线监测与故障诊断系统的基本构架

在对电力企业中智能变电站的相关系统进行分析与研究之前，积极对其中的基本构架进行系统的分析与研究是非常关键的。从基本构架的角度来看，该系统主要是由两部分构成的，分为主站系统与站端装置。对于主站系统来讲，为了应用的方便快捷，其主要是安装在省调调度端，可以实现对相关功能的协。而端站装置则是在最大程度上完成一定的数据资料信息采集，为相关的装置等提供相关的数据，使其对使用的过程等进行系统的检测与管理，不断提升故障诊断的质量与效果。
2在线监测信息内容

2.1装置运行状态信息

装置运行状态信息主要有三方面内容：第一个方面为软硬件自检信息，主要监测装置在运行过程中的温度、光强以及电源电压等信息。第二个方面为采样值，包含了各个支路电流、差动电流等信息。第三个方面为开关量，主要对重要的开入量状态进行监测。对运行状态信息进行长期监测，能够为之后的检修提供基本技术资料以及依据。

2.2保护动作信息

保护动作信息主要有两方面内容：一方面为保护动作信号，指保护启动以及保护动作元件信号；另一方面为动作出口信号，具体指出口相别以及整组动作时间。

2.3告警信号信息

告警信号信息有三方面内容：第一方面为采样值异常告警，有SV链路的中断、品质异常以及检修状态异常等，另外还有CT/PT断陷等情况；第二方面为开入量异常告警，主要包含开入量的异常以及GOOSE的检修异常以及链路中断情况；第三方面为装置异常告警，有闭锁情况和失电告警情况。当二次回路出现异常时，可以快速、准确地对故障进行诊断，评估其运行状态，为检修人员之后的检修提供重要的参考价

3在线监测信息分析

二次设备运行状态信息包含装置的SV/GOOSE/MMS链路异常信号和装置的自检信息。根据二次回路在线监测与故障诊断的需求，针对智能变电站内不同类型智能二次设备的特点，将在线监测的信息分为装置的运行状态信息、告警信号信息、保护动作信息等。

3.1装置的运行状态信息

装置的运行状态信息包含装置的软硬件自检信息、采样值、开关量信息。其中软硬件自检信息包含有装置的运行温度，通道光强，电源电压信息。采样值和开关量信息包含各支路电流、差动电流以及重要的开入量状态。对此类信息长期进行监视统计，为状态检修提供基础数据和检修依据。

3.2告警信息

告警信息包含采样值、开关量异常告警及装置异常告警。其中采样值异常告警包括CT/PT断线、SV品质异常、SV链路中断、SV检修状态不一致。开入量异常告警包含开入量异常、GOOSE链路中断、GOOSE检修不一致。装置异常告警包含失电告警、闭锁。在二次回路出现此类重要告警时，快速进行故障诊断和状态评估，采取“异常后快速定位，异常前状态评估”的策略。为运检人员提供有效指导，提高智能站维护便利性。

3.3保护动作

保护动作信息包含保护动作信号（保护启动、保护动作元件）和动作出口信号（出口相别，整组动作时间）。

3.4SV/GOOSE运行状态信息

SV/GOOSE的运行状态信息指的是报文状态以及格式异常信息。SV报文状态包含幅值精度、相位精度、双AD一致性、报文等间隔性、检修状态、同步状态、数据有效性、同步信号丢失。报文格式异常指的是由于设备故障导致的SV/GOOSE报文残缺、过长、乱码等报文帧格式错误。
4在线监测与故障诊断原理

4.1SV/GOOSE链路诊断原理

接收端设备在固定的频率下会接收到SV/GOOSE所发来的信息，假如在该段频率下突然没有收到SV/GOOSE信息，那么整个系统就会自动告警。在网采、网跳回路方面，因为各个装置的系统观测源是一样的，可以对系统观测源和各个接收装置的链路监测情况进行对比分析，根据分析的结果快速定位到链路异常部位。在直采回路方面，因为与网采SV端口不一致，不能进行链路的对比分析，增加了对故障点的定位难度，需要将可能出现的故障点一一列举出来，再与网采回路情况相结合，分析各个故障点出现的概率，最终找到故障点。

4.2交流回路状态诊断原理

在进行二次回路交流量的监测时，可以选择将网络报文记录分析装置与继电保护装置结合在一起，对所采集的信息进行综合对比分析，最终进行判断。智能变电站的采样方式一般为双AD采样，通过将两种装置的采样数据进行对比分析，假如其误差在额定范围之内，那么可以判断二次回路状态正常；假如误差超过额定范围，并且继电保护装置并未有发出异常信号，那么很可能有一套继电保护交流回路有异常现象出现。

4.3保护动作诊断原理

（1）单重化配置保护装置。

在进行交流回路状态监测时，选择将单重化配置保护装置与网络报文模拟量进行对比分析，对比所监测位置信号，判断开关量的回路状态。还可以将单重化配置保护装置的保护动作逻辑与模拟量的实际变化情况结合在一起，最终对整个保护动作的准确性进行分析。

（2）双重化配置保护装置。

对A、B套保护装置动作进行检测，进而分析整个继电保护装置行为动作的准确性。先检查出口时间以及动作元件，再算出相应的时间差，进行对比，最终分析整个保护动作的准确性。

5.结语

智能变电站中，通信网络取代了传统的二次回路，数字信号取代传统物理电气信号，实现了二次设备的网络]。网络报文记录分析装置作为智能站网络通信状态监视的重要设备，实现报文的存储及分析、网络流量实时监视以及告警等功能。然而，目前二次回路的状态监测主要依靠专业技术人员根据网络报文记录分析装置中的通信报文辅助分析异常原因，但记录的信息量大且复杂，缺乏直观且有效的手段对网络信息中的故障特征进行定量和定性分析，导致一些重要的信息被淹没，无法形成完整的二次回路预警和分析策略，导致运维人员难以对全站的二次回路状态进行实时监测与分析。要想实现全网继电保护二次回路的在线监测和故障诊断分析功能，就必须对现有的网分装置进行改善和优化，从而增强智能变电站在线监测与故障诊断技术的容错性以及适用性，提高在线监测与故障诊断的质量。

参考文献：

[1]陈文斌，张延奇，吴萍.变电站继电保护二次回路的分析[J].通讯世界，2016（19）：198-199.

[2]徐弘.关于变电站二次回路及继电保护调试技巧研究[J].科技创新导报，2016（27）：38-39.