智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术 张彬

智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术张彬

发表时间：2018-10-09T16:49:37.940Z 来源：《建筑学研究前沿》2018年第13期作者：张彬

[导读] 智能变电站通过网络化的通信、数字化的新传输、共享的信息化机制实现了其智能化。

内蒙古电力（集团）有限责任公司薛家湾供电局内蒙古鄂尔多斯市 010300

摘要：我国电力事业的飞速发展，使得电力部门开始对继电保护装置的相关二次回路状态检测工作给予更大的关注。要结合电力企业的实际状况，对检测技术进行不断的更新与优化，如此一来就可以有效地防范变电站在运行中出现故障，使得电力企业的服务水平大大提升，有效地推动电力企业与电力行业的可持续发展。本文对智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术进行了探讨。

关键词：智能变电站；继电保护；二次回路；线监测；故障诊断技术

智能变电站通过网络化的通信、数字化的新传输、共享的信息化机制实现了其智能化，极大地提升了运行效率，但其二次回路的在线监测和故障诊断分析十分必要，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。

1 二次回路在线监测及故障诊断概述

在智能变电站的日常运行中，常规二次回路由通信网络替代，物理电气信号由数字信号取代，从而实现继电保护二次设备的信息化管理。其中，网络报文装置作为记录分析智能网络运行状态的实时监测设备，能够实现对报文信息的存储和分析以与网络流量的实时监测等功能，在当前的二次回路试试运行状态监测工作中主要由专门的技术人员依照网络报文信息对二次装置发生异常的原因进行分析，然而报文记录信息涵盖内容广泛且复杂，因此，利用网络报文装置和继电保护装置彼此间存在的链路相接关系，有针对性地提取和二次回路运行密切相关的核心报文信息进行综合分析就成为了当前实施二次回路在线监测与故障诊断的主要思路。

2 二次回路在线监测及故障诊断的原理

2.1 SV/GOOSE 链路诊断原理

在实际运行时，接收端设备处于设定的频率时，能够自动接收SV/GOOSE 信号，若在此频率下没有接到信息，则系统会自动告警。GOOSE 网用于间隔层和过程层设备之间的状态量与控制数据传输，保护装置与本间隔的智能终端之间采用GOOSE 点对点通信方式。而SV 网用于间隔层和过程层设备之间的采样值传输，保护装置与本间隔的合并单元之间也采用点对点的方式接入SV 数据。也就是我们常说的“直采直跳”。由于各装置系统观测源相同，通过对接收装置系统观测源与接受装置链路监测对比分析，依据相应告警机制分析结果，能够快速定位故障。

2.2 交流回路状态诊断原理

智能变电站继电保护二次回路在线监测和故障诊断系统运行，在监测二次回路交流量时，将网络报文记录分析装置，同继电保护装置相互结合，通过对采集信息作对比分析，来进行故障诊断。智能变电站采样与A/D 转换是在合并单元实现的，其关键是采样数据传输的同步性问题。通过对比分析采样数据，判断是否处于正常范围内，进而判断二次回路运行状态。当误差大于正常范围，但继电保护装置没有产生异常信号，则极有可能是继电保护交流回路存在异常。

2.3 保护动作诊断原理

监测交流回路运行状态，通过对比分析单重化配置保护装置以及报文模拟量，以监测位置信号为指标，进行回路状态判断。将单重化配置保护装置实际情况，比如保护动作逻辑和模拟量，结合分析保护动作的精准性。对于双重化配置保护装置，通过检测A、B 保护装置，进而分析装置动作的精准性。在进行诊断时，先进行出口时间和动作元件的检查，接着计算时间差，做好对比分析，以明确保护动的精准性。

3 智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术

3.1交流二次回路的在线状态监测技术

（1）双重化配置保护装置

根据我国电网运行有关标准中明确规定，对于220kV与以上系统的电流电压互感器而言，需要为其选择使用两组保护用二次线圈，这样就可以有效地确保双重化配置保护的交流输入回路可以达到彼此独立，有助于对系统观测同源性的全面考虑，继电保护信息系统要科学、合理地收集双重化配置保护装置中的电流及电压，根据获得的数据展开深入的分析。假如两套保护装置的相对误差没有超出正常的范围内，那么就可以判断其工作状态是正常的。反之，就可以判断至少有一套保护的交流二次回路发生异常，必须要严格地检测设备的状态，并且采取有效的维修措施。

（2）单重化配置保护装置

此装置主要是将主保护以及后备保护进行分开配置的。在此状况下，交流二次回路是彼此独立的，需要分别接入两套不一样的保护装置。要对这两套保护装置给予科学的采样与误差分析。这种装置可以采集保护装置以及测控设备等的交流采样值，然后深入地分析相应的误差，在此基础上判定交流二次回路是不是处于正常的状态。

3.2开关量输入二次回路的在线状态监测技术

（1）单套保护装置

为了在电力系统发生故障的状况下，确保继电保护装置仍旧可以可靠动作，那么就需要将失灵保护启动以及母差保护动作等进行合理配置。在保护中，这些开关量会直接关系到继电保护装置的动作。基于单套保护装置，将相应的保护动作性超时判断逻辑科学、合理地置入其中，就可以有效地完成对开关量输入二次回路的在线状态。不仅如此，借助于开关量输入回路与功能逻辑的增加，可以使得继电保护装置完成对一次设备辅助接点的状态检测。在情况允许的状况下，在开展状态检测工作的过程中，就能够基于电流量获得比较理想的效果。

（2）双套保护装置

根据我国国家电网公司设定的“六统一”的基本设计原则，能够将断路器辅助接点与失灵启动开入等开入量二次回路在同一时间接入至双重化配置保护当中。相同间隔的两套保护能够处于相同的开入量状态。借助于保护信息系统，可以合理地采集并且分析双套配置保护中采

集到的相同间隔的开入量。假如二者的状态存在不对应性，那么就能够判断二次回路中是有异常现象存在的。此检测法非常简单，能够实现对各种异常状态的严格检测，可以完成对开入量二次回路的在线状态检测工作。

3.3 断路器二次回路的在线状态监测技术

通常状况下，在传统的变电站中，断路器的二次操作回路往往是纯硬件回路，其并没有在线检测的功能。尽管一些技术人员设计出能够检测断路器二次回路工作状态的方法，然而这些方法都不够健全，存在许多的不足之处。在智能变电站中，仍旧是选用传统的硬接线模式来完成断路器以及智能终端的连接操作，其也是没有在线状态检测的功能。因此，可以采用二次操作回路在线状态检测方法，这样就能够基于传统保护断路器的方法，将断路器位置辅助接点状态当成是辅助判据。如此一来，就可以在线地检测断路器的二次回路，准确、严格地检测断路器跳合闸的位置信息。可以根据断路器辅助接点开入量的实际状况，准确地判定二次回路异常工况的位置。如果辅助接点的状况存在异常，那么设备就会发出报警信号；反之，那么就能够判断检测获得的断路器位置信息是准确的，就可以当成二次回路在线状态检测的判据。不仅如此，借助于判据的作用，继电保护装置还能够在线地检测断路器二次回路的工作状况。可以准确地找到二次回路发生异常工况的具体位置，并且可以将获得的信息借助于继电保护信息系统的作用传送到监控中心。如此一来，就会获得更加良好的断路器二次回路监控效果，大大提升监控水平。

综上所述，智能变电站运行的过程中，继电保护二次回路受到各类因素的影响，极易发生运行故障，利用在线监测与诊断技术，能够及时发现故障，精准定位故障位置，响应报警系统，以便能及时做好故障处理，避免造成较大的事故。

参考文献

[1] 肖健勇，常学武，吴永杰.分析智能变电站继电保护二次回路故障诊断技术及在线监测[J].低碳世界.2017（34）

[2]孙世贤.浅议智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].科技创新导报.2017（11）

[3]陈雷.继电保护相关二次回路的在线状态检测技术[J].城市建设理论研究（电子版）.2017（22）