淺議智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術

孫世賢

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.092

摘 要：該文對智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統框架進行了簡單介紹，分析了在線檢測信息技術，闡述了信息采集方案的內容，針對在線監測與故障診斷原理進行了深入研究，對現有網分裝置進行了優化，希望可以提高二次回路在線監測與故障診斷技術質量，提高智能變電站運行穩定性。

關鍵詞：智能變電站繼電保護二次回路 在線檢測 故障診斷

中圖分類號：TM63 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）04（b）-0092-02

在智能變電站中，傳統的二次回路逐漸被通信網絡所替代，傳統的物理電氣信號也不再進行使用，更多的選擇數字信號，將所有二次設備基于網絡連接在一起，實現在線監測。但是目前在線監測需要技術人員從網絡報文記錄設備中提取的內容數據進行系統的異常分析，因為網絡報文記錄的數據量非常大，嚴重影響了對異常分析的質量，工作人員很難根據記錄的信息定性、定量分析故障特征，將很多重要信息遺漏，進而無法制定出完整的二次回路的預警和保護方案，不利于整個系統的安全穩定運行。

1 智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統框架

智能變電站繼電保護二次回路在線監測與故障診斷系統框架如圖1所示，整個系統分為兩大部分，分別為主站系統以及站端裝置，主站往往在省調（或地調）調度端進行布置，站端的數據采集源端為網絡報文記錄分析裝置，不需要額外增加新的設備，符合經濟實用簡單原則。該系統選擇將網絡報文記錄分析裝置跟繼電保護設備通過線路有效連接在一起，對一些關鍵數據進行提取，再進行上傳，最終在調度端完成分析。一些新建的智能變電站，數據采集源端也可以直接選擇在線監測與故障診斷裝置。

站端主要是完成對信息的采集、整理、配置和過濾。在通信網絡中有故障出現時，站端裝置可以及時快速地對故障信息進行診斷收集，并及時傳遞至主站系統，主站系統對收集來的信息進行分析診斷，呈現在顯示界面。

2 在線監測信息分析

2.1 裝置運行狀態信息

裝置運行狀態信息主要有三方面內容：第一個方面為軟硬件自檢信息，主要監測裝置在運行過程中的溫度、光強以及電源電壓等信息。第二個方面為采樣值，包含了各個支路電流、差動電流等信息。第三個方面為開關量，主要對重要的開入量狀態進行監測。對運行狀態信息進行長期監測，能夠為之后的檢修提供基本技術資料以及依據。

2.2 保護動作信息

保護動作信息主要有兩方面內容：一方面為保護動作信號，指保護啟動以及保護動作元件信號；另一方面為動作出口信號，具體指出口相別以及整組動作時間。

2.3 告警信號信息

告警信號信息有三方面內容：第一方面為采樣值異常告警，有SV鏈路的中斷、品質異常以及檢修狀態異常等，另外還有CT/PT斷陷等情況；第二方面為開入量異常告警，主要包含開入量的異常以及GOOSE的檢修異常以及鏈路中斷情況；第三方面為裝置異常告警，有閉鎖情況和失電告警情況。當二次回路出現異常時，可以快速、準確地對故障進行診斷，評估其運行狀態，為檢修人員之后的檢修提供重要的參考價值，方便智能變電站的維修。

3 在線監測與故障診斷原理

3.1 SV/GOOSE鏈路診斷原理

接收端設備在固定的頻率下會接收到SV/GOOSE所發來的信息，假如在該段頻率下突然沒有收到SV/GOOSE信息，那么整個系統就會自動告警。在網采、網跳回路方面，因為各個裝置的系統觀測源是一樣的，可以對系統觀測源和各個接收裝置的鏈路監測情況進行對比分析，根據分析的結果快速定位到鏈路異常部位。在直采回路方面，因為與網采SV端口不一致，不能進行鏈路的對比分析，增加了對故障點的定位難度，需要將可能出現的故障點一一列舉出來，再與網采回路情況相結合，分析各個故障點出現的概率，最終找到故障點。

3.2 交流回路狀態診斷原理

在進行二次回路交流量的監測時，可以選擇將網絡報文記錄分析裝置與繼電保護裝置結合在一起，對所采集的信息進行綜合對比分析，最終進行判斷。智能變電站的采樣方式一般為雙AD采樣，通過將兩種裝置的采樣數據進行對比分析，假如其誤差在額定范圍之內，那么可以判斷二次回路狀態正常；假如誤差超過額定范圍，并且繼電保護裝置并未有發出異常信號，那么很可能有一套繼電保護交流回路有異常現象出現。具體的交流回路狀態策略如圖2所示。

3.3 保護動作診斷原理

（1）單重化配置保護裝置。

在進行交流回路狀態監測時，選擇將單重化配置保護裝置與網絡報文模擬量進行對比分析，對比所監測位置信號，判斷開關量的回路狀態。還可以將單重化配置保護裝置的保護動作邏輯與模擬量的實際變化情況結合在一起，最終對整個保護動作的準確性進行分析。

（2）雙重化配置保護裝置。

對A、B套保護裝置動作進行檢測，進而分析整個繼電保護裝置行為動作的準確性。先檢查出口時間以及動作元件，再算出相應的時間差，進行對比，最終分析整個保護動作的準確性。

4 結語

要想實現全網繼電保護二次回路的在線監測和故障診斷分析功能，就必須對現有的網分裝置進行改善和優化，從而增強智能變電站在線監測與故障診斷技術的容錯性以及適用性，提高在線監測與故障診斷的質量。

參考文獻

[1] 陳文斌，張延奇，吳萍.變電站繼電保護二次回路的分析[J].通訊世界，2016（19）：198-199.

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