繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統構建研究

摘 要：文章在充分分析現階段發展狀況的基礎之上，分析了繼電保護二次回路的優勢，分別從系統業務應用、系統建設功能、開關量輸入二次回路狀態在線檢測、模擬量的狀態監測角度深入研究了系統架構，并結合電力系統暫穩態分析對系統構建的實用性進行了驗證，以滿足繼電保護設備維護、電測技術監督、遠動設備管理、消防報警控制系統以及低壓380V系統的日常維護與消缺管理等正常工作開展的需要。

關鍵詞：繼電保護；二次回路；狀態檢修

1 背景與現狀分析

目前，伴隨著我國電力系統的不斷發展以及電網規模的不斷擴大，對于電力供應的質量性能以及安全性能、高效性能都提出了新的要求，我國電力系統的檢修體制經歷了長久的以檢修規程為依據的預防性體制階段，而在電力系統以及電網的發展過程中仍存在著一定的盲目性及缺陷，對系統性能的提升產生不利影響。通過近年來電力系統的規模化改革，電力系統繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統構建取得了一定的成效，但要確保電力系統的安全穩定運行，需對于繼電保護設備性能以及二次回路狀態監測系統做進一步的優化。電力系統自動化控制精度的進一步提升一般通過繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統構建得以實現，在提升電力自動化水平的同時，有效地保障了電力供應質量及安全性能。

2 繼電保護二次回路狀態檢修系統的優勢

2.1 繼電保護二次回路的安全性能優勢

繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統是建立在現代化發展的技術裝置的基礎之上，較高的科技化層次保障了繼電保護二次回路系統的運行安全性能，最大限度地降低了故障發生率，且易于后期系統監控以及維護，有效地預防各類突發安全狀況的發生。

2.2 繼電保護二次回路的經濟性能優勢

繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統架構簡單，可操控性強，占地面積小，因此裝置成本較低，具備較強的經濟性能；同時，自動化程度的提升也進一步解放了人力，使后期系統檢測維護更加便捷高效，有利于成本控制。

2.3 繼電保護二次回路的性能優勢

繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統有利于保障電力系統運行數據的精確性要求，保障設備高性能運行，在對基礎運行監測數據深入分析的基礎之上，可以進一步有針對性地提出系統優化舉措，提升系統運行安全可靠性能的同時，極大地降低了系統運行成本，提升設備利用率。

2.4 繼電保護二次回路的自動化控制性能優勢

繼電保護二次回路自控程度高，系統運行檢測過程實現了完善的數據采集、輸送、分析及反饋體系，且運行過程中采取一系列保護檢測裝置，實現穩定、連續運行，較好地保障了系統的運行性能。

3 系統構建

3.1 系統業務應用分析

本系統的正常運轉，有效地保障了漳山電廠各設備的安全高效運行。系統中繼電保護設備及二次回路設備狀態檢修的關鍵在于把握設備的健康狀況和運行可靠度，并需在實際工程中不斷地加以完善。從本質來講，繼電保護狀態檢修[1]就是在電氣二次設備的設備臺帳、運行檢修基礎數據和狀態監測的基礎上，根據設備狀態量監測和分析診斷的結果，科學地安排檢修間隔時間和檢修項目的檢修方式，包括了設備狀態監測，設備狀態診斷和設備檢修決策等三方面。

該系統動態循環的完整過程實現了在實際工程中對于設備健康狀況信息的有效把握，通過系統采集到的信息加以綜合分析處理，更好的指導設備的運行檢修試驗工作，進一步提升系統的可靠性。其中最為關鍵的為對于信息的綜合分析處理階段，現階段較為普遍的處理方式為在基于論證調研、借鑒經驗之上，提取抽象出標準化的表征設備健康狀態的狀態量，并建立合理的算法模型掌握設備的健康狀態，比如決策樹、神經網絡、模糊評價等。多樣化的建模方式相配合有利于保障分析的可靠性。

3.2 系統建設功能介紹

繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統建設功能[2]是基于七大業務板塊之上的業務實現（包括基礎標準管理、設備管理、監測告警、運行管理、狀態檢修檢修管理，檢修管理，決策分析等），可以簡單概括為：獲取并處理繼電保護設備相關基礎資料、設備實時/歷史運行數據等反映設備健康狀態的特征參數，評價設備當前健康狀況，對狀態劣化和趨勢不良的設備及時發布狀態告警消息，并進行有效的故障模式和原因的分析，最終通過綜合優化檢修策略模型分析，提出檢修決策建議。

設備管理是設備狀態檢修管理的基礎及管理的對象；監測告警為狀體評價及設備狀態趨勢分析提供了有力的數據支撐；運行管理為全面評價設備狀態提供有力數據保障；檢修管理主要包括故障診斷、檢修策略、檢修計劃等方面。結構上的功能分區有效地保障了系統運行的可靠性以及狀態檢修工作標準化、高效化進行。

3.3 開關量輸入二次回路狀態在線檢測

主要包括保護接點動作型開入量二次回路檢測以及一次設備位置狀態開入量二次回路檢測兩方面，前者是為有效提升系統在突發故障情況下運行可靠性而引入的直接影響到繼電保護設備動作的失靈啟動保護、母差以及變壓器保護等，在系統故障發生時失靈保護啟動開入量由“0”變為“1”，對于系統中超時判斷邏輯的引入可精準地實現回路狀態在線監測；對于后者，是在當前開入量異常頻發的情況下致力于提升系統運行可靠性的雙通道回路、雙校驗方式，繼電保護裝置可通過增加部分功能邏輯和開關量輸入回路實現對其一次設備輔助接點位置狀態開入回路的檢測[3]。

3.4 模擬量的狀態監測

模擬量的狀態監測，主要是基于提出的開關量輸入二次回路狀態監測之上的并列補充。發電廠運行控制過程中，開關量表示0、1的狀態，也就是合、分，或者有、無，通、斷。模擬量是實時狀態，并用具體數值來反映設備狀態的。

同步相量數據測量、傳輸與記錄采用采樣脈沖與GPS時鐘同步的方式進行，開關量信號為有源24VDC/48VDC/110VDC/220VDC常開/常閉接點變電站相量測量裝置采用SMU-1C同步相量管理單元、SMU-1M同步相量測量控制裝置、GPS時鐘單元、SMU-1P同步相量輔助分析單元構成全嵌入系統。

4 結合電力系統暫穩態分析驗證系統構建的實用性

運用目前分析電力系統暫穩性問題的主要方式——時域仿真法對該系統進行實用性分析，通過對于故障時及故障后系統方程進行數值積分，在精細模型的基礎上從而得到非線性微分方程組的近似解。通過時域仿真法建立精準化VC++數學模型，編制穩定分析程序，對于該系統構建合理性以及功能實用性進行分析，基于關鍵性參數的靈敏性分析，該系統的引入可進一步提升系統在故障情況下的性能表現，實用性較強。

5 結束語

我國目前對于繼電保護設備的狀態檢修信息化系統的建設相對來說仍存在著一系列缺陷，需借助于當前高速發展的信息技術、網絡通信技術等開發的，用于支撐繼電保護設備及二次回路的狀態評價的完整信息化電力運行監控系統。

參考文獻

[1]曲妍，王春光，梅姚，等.繼電保護設備及二次回路狀態檢修系統構建[J].現代電子技術，2013（14）：152-155.

[2]竇永宏，李俊.淺議電力系統繼電保護二次回路的檢修與維護[J].科技創新與應用，2014（32）：198-198.

[3]黃宗閣.繼電保護相關二次回路的在線狀態檢測技術[J].引文版：工程技術，2015（22）：230-230.

作者簡介：呂子岳（1980，10，2-），男，山西省長治市，漢族，本科，工程碩士，電氣工程師，研究方向：繼電保護、電測技術、線路保護、勵磁系統。