探究智能變電站的繼電保護二次回路故障診斷問題

孫正國

摘要：隨著經濟和電力行業的快速發展，針對智能變電站二次設備檢修和故障隔離工作的高安全風險，通過對智能變電站二次設備故障狀態的分析，提出了一種智能變電站故障診斷新方法用于繼電保護測量回路。在變壓器阻抗測量的基礎上，利用廣義變比建立了故障診斷模型，對極性故障進行分析。并通過仿真對該方法的有效性進行驗證。結果表明，該方法可以很好地評估電流電壓測量回路的故障狀況。該研究為智能變電站設備故障診斷的發展提供了參考和借鑒。

關鍵詞：智能變電站;故障診斷;二次設備;繼電保護

引言

二次回路是變電系統穩定可靠運行的保障，尤其是繼電保護的二次回路通過信號檢測并且做出動作反應來保護系統運行過程，對于系統穩定運行具有非常重要的價值。因此，必須強化對于二次回路運行的認知，深入分析引發繼電保護二次回路故障問題的關鍵因素，然后采取相應措施及時處理解決。

1繼電保護二次回路

電力系統的整體結構較為復雜，為了確保系統運行的高效與可靠，在系統中設置了兩類設備。一類是一次設備，常見的有輸電線路、發電機和母線等，主要發揮輸配電能的作用;另一類電氣設備主要發揮控制和調節的作用，主要是負責保護一次設備的穩定運作，常見的設備有各種測量表儀器、通信裝置等。繼電保護也屬于二次設備，將這些設備依照電氣邏輯連接在一起，以發揮檢測保護的功能，就形成了穩定的二次回路，二次回路是保障電能穩定安全輸配的關鍵部分，在電力系統中占據非常重要的位置。繼電保護的二次回路具有自身的特殊性，運行過程較為復雜，發揮綜合性的功能和價值，其基本的系統功能是測量和保護，重點包括信號、開關及測量等系統。

2設計概述

2.1控制系統

在大多數變電站中，為了實現對系統運行的檢測和控制，往往會使用一對一的方法，而且重點是關于斷路器的控制回路，需要把握好如下設計要點。（1）應該設置相關的電源監控回路，強化對于合閘跳閘回路的全面、穩定監控;（2）在實現具體的合閘或者跳閘動作后，需要盡快處理裝置脈沖的問題;（3）如果蓄電池只有一組，為了實現各個設備的穩定供電，就需要利用到各種直流母線。

2.2信號系統

二次回路之所以能夠發揮穩定的保護作用，關鍵是通過檢測變電系統的電壓和電流的信號情況做出相關的反應和動作。當前的大多數變電站都不太依賴于人力，基本實現了智能化控制和檢測的目標，而對于繼電器系統，為了發揮更多的檢測和保護功能，就需要配置可靠的信號檢測裝置，并且做好定期查驗和檢測工作。當變電系統運行中出現電流和電壓的不平衡現象時，繼電器的二次回路就會迅速地檢測到不良信號，然后做出準確的反應。

2.3監控系統

在自動化的技術中，往往會采取網絡監控系統實現對變電站運行情況的檢測。在設計繼電保護二次回路時，定要以自動化監控的技術為基礎。首先，需要依照分層式的結構來設計，從變電站的整體情況出發，全面實現對于系統運行的檢測和管控，利用計算機網絡實現對于大量數據資源的收集和處理工作。在繼電保護二次回路中，主要考慮的問題就是如何完成相關動作命令，以及發出精準的報警信號，實現對于變電系統運行的檢測和保護。其次，在設計中要重視資源共享，尤其是監控裝置和遠動信息的數據互通，以防止信息重復采集的情況，實現二次回路系統的優化。

2.4交流電流和電壓回路

這是二次回路系統設計中非常關鍵的問題，需要重點關注電流互感器的選擇。需全面分析一次設備的相關情況，結合變電系統的實際需求來選擇，要確保所選用的互感器符合繼電保護二次回路系統的需求。此外，要重視實際的安裝工作，二次回路系統中往往只需要單個的接地點，而且要在主控室中安裝相應的電源接地，全面保護變電系統。

3故障檢測系統的功能分類

在智能變電站的二次回路檢測設備運行的過程中，我們能夠發現故障問題大多會出現在鏈路以及自檢這兩個環節，當其中一項出現問題的時候，便難以實現對系統的故障進行檢測，想要解決該類問題，需要變電站及時地對多種類型的設備進行全面的分析，并將其運行狀態、鏈路、回路以及保護行為等環節進行全面分析，才能夠起到消除故障的作用。

3.1狀態運行故障檢測

檢測二次回路設備的狀態運行信息，主要是針對設備內部的硬件、軟件系統、采樣值和開關量的信息進行檢測分析，另外還能夠涉及到設備在檢測運行中達到的溫度、電源供電期間達到的溫度檢測;對于采樣量的檢測可以分為對設備的支路、差動電流等進行檢測，并能夠實現對設備運行狀態的長期監控，并記錄其在不同環境和狀態下工作的數據信息，以此來保證在未來的故障中及時的分析其故障原因，制定出合理的解決方式。

3.2鏈路故障檢測

常見的鏈路故障出現的情況較為復雜，其故障發生的流程為：當系統的信息接收設備在固定的階段時間內，并沒有及時地接收到數據信息，便會及時地進行告警。例如某一鏈路出現故障，無法進行數據傳輸，這時繼電保護裝置存在數據斷層，在下一階段數據接收節點還未接收到數據的時候，便會將鏈路故障信息進行上傳，當網絡報文設置接收到故障信息并進行處理之后，整體系統便會產生告警行為。但是鏈路故障問題可能發生的點位較多，工作人員難以憑借單一的報警信息定位故障源，因此這時便可以通過對告警信息發送方以及多個接收方之間的鏈路進行信息觀察，根據不同報文裝置上傳的信息進行分析，從多個點位的監控網絡中排除運行良好的線路，來定位故障源。

3.3交流回路故障檢測

對檢測設備中的交流量進行分析，能夠獲取到其交流回路的狀態，而針對交流量的信息進行收集處理還需要借助繼電保護系統和網絡報文系統進行信息收集。在大部分的職能變電站中，通常使用雙AD裝置，對交流量信息數據進行采集分析，并采用雙套保護方式進行信息數據的對比，如果雙套的保護裝置都能夠得出差異性較小的數據信息，那么便能夠得出交流回路運行正常的結論;當雙套保護裝置中檢測出的數據信息具有較大差距，且該差值不在閾值范圍內的時候，便能夠斷定交流回路出現故障，且該故障可能出現在任意一臺繼電保護系統中。

3.4保護動作故障檢測

在繼電保護二次回路系統中，能夠提供保護動作的裝置可以劃分成單重化的配置保護以及雙重化的配置保護，這其中前者是通過網絡報文系統，對裝置本身的模擬量數據進行分析處理，并針對處理后的數據進行對比分析，對比量為測控裝置多提供的信號數據，經過數據的對比分析，檢測開關量回路的運行狀態。后者則是能夠針對繼電保護系統運行中執行的動作進行效率和執行時間上的分析，對AB套保護系統的動作進行檢測，并分析其零件和出口時間，并將出口時間與開關量時間進行對比分析，從而得到保護動作是否具備正確的執行狀態。

結語

對于變電站的穩定運行，繼電保護二次回路有著非常重要的作用，所以必須強化相關的設計過程，逐漸提升系統運行的自動化，達到變電站系統智能化運行的目標。同時，由于各種因素的限制，二次回路的運行仍面臨一些故障問題。既有設計和維護方面的原因，也有元件磨損、線路破壞的原因，逐漸導致保護與檢測的可靠性降低，出現各種二次回路故障，無法確保變電系統運行的安全可靠。所以，必須要重視相應的檢測和維護工作，充分發揮二次回路設計的功能。

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