可靠性研究下繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術

曹 成

蘇晉塔山發電有限公司 山西 大同037000

在變電站正常運行的過程中,一旦二次回路出現故障那么繼電保護系統也會產生相應故障,這會對電網的安全運行產生十分不利的影響。將在線監測與故障診斷技術應用在繼電保護二次回路中,不僅可以對電力設備的運行狀態進行實時監測,同時也能與繼電保護設備協調作用讓監測過程更加科學,因此研究繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術有著十分重要的經濟意義與社會意義。

一、繼電保護二次回路在線監測與故障診斷的作用分析

(一)是電網安全運行的有效保證。隨著科學技術的不斷進步,我國的電力行業也逐漸朝向智能化與現代化方向發展,基本上實現了信息化建設,電網的安全運行在一定程度上得以保障。智能變電站的主要功能如下圖所示:

圖1 智能變電站功能示意圖

由于存在諸多因素可以影響電力網絡的安全運行,例如交流回路短路、直接回路接地異常等,雖然二次回路在遇到這種狀況時會自動報警,但是由于受環境因素干擾,對于故障的原因具體是繼電保護異常、還是其他原因異常,二次回路報警功能無法對其進行明確區分,這也就導致故障無法被及時排除,從而對電網的安全運行帶來一定威脅。二次回路在線監測與故障診斷技術可以有效彌補這一不足,能夠對電網的運行狀態進行實時監測,因此就可及時發現二次回路存在的具體故障,并采取有效措施及時處理。

(二)提高檢修效率。在變電站系統中,電力設備是其核心組成部分,在對電力設備安裝二次回路保護裝置后,可以讓一些復雜的故障在初期就有所顯現,因此可以做到有針對性的預警,幫助工作人員及時采取有效措施進行治理,因此二次回路在線監測與故障診斷技術可有效提高電力設備的檢修效率。

二、在線監測與故障診斷技術應用在繼電保護二次回路的具體監測內容

對于現代社會的智能變電站,在線監測與故障診斷技術有著十分廣泛的應用前景,其監測內容也更加全面與綜合。

(一)對電網設備運行狀態的實時監測。當在線監測與故障診斷技術應用在繼電保護二次回路時,其監測的主要內容包括電力系統軟件及硬件設備的基本信息、設備的參數運行信息以及檢修過程中的狀態信息等。

(二)對報警信息的實時監測。所監測的內容主要包括設備在運行過程中出現的異常聲響、溫度的異常變化、數據的異常比對等。

(三)對設備保護動作的實時監測。主要是監測各電力設備零部件的運行軌跡以及執行狀態,同時對于保護動作的執行邏輯與時間進行實時監測。

(四)采樣測量值的實時監測。主要采集電力設備與各組件在運行過程中的信息樣并進行實時監測,將一些異常信息與錯誤數據及時上報。

三、繼電保護二次回路在線監測與故障診斷技術的構成框架分析

(一)主站系統。在電力設備安裝二次回路保護裝置后,傳統的二次回路會被智能的通訊網絡所取代,并且在互聯網的作用下,利用數字信號將各電力設備連接起來,從而實現在線監測與故障診斷。

在線監測與故障診斷系統主要包主站系統、后臺系統、站端裝置和遠動系統等。整個系統以主站系統為核心,也可以這樣講,主站系統是整個在線監測系統的大腦,承擔著分析情況、調度指令的作用。在線監測與故障診斷的主站系統一定要建設在完整的保護裝置、數據分析、網絡記錄基礎之上,并利用網絡技術將各項具體功能連接起來,從而全面采集和分析監測數據。

(二)站端裝置。在二次回路動態監測與故障診斷系統中,站端裝置可以完成信息的過濾與配置,并與主站系統相配合。例如,在電力設備運行過程中,一旦存在某處設備故障,通訊網絡就會將故障信息傳輸給站端裝置,并通過站端裝置的分析和診斷,將確認無誤的信息傳輸給主站系統。縱觀信息的整個傳輸過程,都是由保護裝置在后臺獨立完成,并將過程直觀顯示在監控畫面上,這將極大的提高故障維修的效率。

(三)系統監測信息。二次回路在線監測與故障診斷系統,所需要監測的信息主要包括:保護動作信息、運行狀態信息以及警告信號信息等。保護動作信息,主要由動作信號與出口信號構成,系統可以直觀的展示出被保護元件的保護時間與保護動作;運行狀態信息,是由軟、硬件檢測信息、溫度信息、電壓信息、電流信息以及開關量信息等構成,通過各種信息的直觀顯示表明設備的運行狀況,并且監測信息系統能夠對信息進行存儲,從而為維修工作提供相關的數據支持;警告信號信息主要包括故障時間與位置,檢修狀態、線路信息、裝置異常等,工作人員可結合相關信息提高對設備的維修與養護質量。

四、繼電保護二次回路在線監測與故障診斷的技術原理分析

(一)SV/GOOSE鏈路在線監測與故障診斷。二次回路在線監測與故障診斷技術在應用過程中可以利用SV/GOOSE鏈路診斷原理,這需要整個在線監測系統對運行頻率進行預先設置,然后動態監測設備的各種運行參數,一旦設備的運行頻率不符合預設頻率,那么在線監測與故障診斷系統收到的信號就會顯示異常,從而警報系統就會發出相應警告。在SV/GOOSE鏈路診斷過程中,信息傳輸需要依靠網絡技術,GOOSE可以讓信息傳輸精確到點對點,并最終導入SV系統中。通過分析比較觀測源與接收裝置信息就可快速直接判斷出故障部位,提高故障判斷率。

(二)交流回路在線監測與故障診斷。在交流回路診斷過程中,智能監測系統會及時采集故障信息,并且利用相關技術將其轉換成合適單位從而實現采樣信息與正常信息的同步對比。通過對比分析,智能系統可快速判斷出所采集信息是否處于合適區間,如果信息比對異常但是繼電保護裝置卻沒有做出任何反應,那么就可判斷繼電保護的交流回路出現故障,工作人員即可采取有效措施對其進行及時處理。

(三)保護動作在線監測與故障診斷。二次回路在線監測與故障診斷技術在應用保護動作診斷原理時,需要對系統交流回路的運行狀態進行嚴格監測,并且通過單重化保護裝置與模擬量的對比,精確定位監測信號,并以此來判斷交流回路的運行狀態是否正常。對于單重化保護裝置,在運行過程中主要包括保護模擬量與保護動作邏輯兩方面內容,這也是保護裝置運行精準的重要依據。而雙重化保護裝置,其交流回路運行狀態則需要分析保護裝置的檢測結果以保證其精準度,這也就需要全面檢查保護裝置元件,最大程度的確保保護裝置的可靠運行。

五、在線監測與故障診斷在繼電保護二次回路的實際應用分析

在繼電保護裝置輸入開關量等信息后,系統中的二次回路就會相應產生閉鎖信號與保護信號,保護裝置會及時收集這些信號,并以此為依據判斷出設備的具體運行情況,繼電器二次回路在線監測與故障診斷技術可以在互聯網技術的支持下自動實現這一過程,從而可全面檢測二次回路的運行狀態。

例如,二次回路在線監測與故障診斷技術在具體應用過程中,會系統分析開關量,比如斷路器失靈,監測系統需要檢測保護動作的發生時間及邏輯,如果斷路器的開關量出現異常,保護動作并沒有立即作出反應并且間隔10秒以上,則可證明保護裝置出現一定故障,需要技術人員采取有針對性的措施進行解決。除此之外,利用二次回路在線監測與故障診斷技術診斷斷路器的運行狀態時,現階段主要利用雙AD手段對信息進行采集與處理,并將信息與閾值范圍進行比對,通過異常信息來判斷斷路器具體的故障原因,從而進行有針對性的處理。

綜上所述,在社會發展的現階段,我國的電力行業大多實現了智能化與信息化建設,因此探究繼電器二次回路在線監測與故障診斷技術有著十分重要的經濟價值與社會價值,不僅可以有效保證電力企業的穩定運行,同時也能最大程度的提高電力企業的故障檢修概率,提高電力企業的核心競爭力。但是二次回路在線監測與故障診斷技術在應用過程中仍舊有一些問題需要亟待解決,需要技術人員在應用過程中不斷探索與鉆研,不斷提高狀態檢修的技術水平,從而促進我國電力行業的穩定健康發展。