智能變電站二次系統(tǒng)故障診斷方法的分析

張欽

摘 要 智能變電站的系統(tǒng)設(shè)備分為一次設(shè)備和二次設(shè)備，二次系統(tǒng)作為智能變電站系統(tǒng)的重要組成部分，對整個(gè)系統(tǒng)的安全、穩(wěn)定運(yùn)行有直接影響。隨著智能變電站智能化水平的不斷提高，二次系統(tǒng)也面臨著更大的運(yùn)行壓力，必須采用有效的故障診斷方法，及時(shí)發(fā)現(xiàn)、排除二次系統(tǒng)故障，為系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供保障。本文將對智能變電站二次系統(tǒng)故障進(jìn)行簡單介紹，在此基礎(chǔ)上，探討二次系統(tǒng)的故障診斷方法與調(diào)試方法，以期提高系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

關(guān)鍵詞 智能變電站；二次系統(tǒng)；故障診斷；方法

中圖分類號 TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2095-6363（2017）06-0047-01

智能變電站二次系統(tǒng)是變電站系統(tǒng)的重要組成部分，其在運(yùn)行過程中，可能出現(xiàn)多種類型的系統(tǒng)故障，會對智能變電站系統(tǒng)的安全運(yùn)行造成較大影響。本文首先分析了二次系統(tǒng)的常見系統(tǒng)故障，包括母差保護(hù)故障、智能終端故障和GOOSE通信故障等，然后對系統(tǒng)的故障診斷方法進(jìn)行探討，希望能夠促進(jìn)智能變電站二次系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性的提高。

1 智能變電站常見的二次系統(tǒng)故障

1.1 母差保護(hù)故障

智能變電站的母差保護(hù)故障的現(xiàn)象較為明顯，一旦發(fā)生母差保護(hù)故障，系統(tǒng)會發(fā)出警告。一般的故障原因是母差保護(hù)裝置失電，雖然在系統(tǒng)發(fā)出警告后，該故障可以在1s內(nèi)回復(fù)，但是也會對變電站二次系統(tǒng)的運(yùn)行產(chǎn)生較大影響。在發(fā)生母差保護(hù)故障時(shí)，用對電源系統(tǒng)進(jìn)行重點(diǎn)檢查，許多母差保護(hù)故障時(shí)由于電源問題引起的[ 1 ]。

1.2 智能終端故障

智能終端故障是智能變電站二次系統(tǒng)故障中的常見類型，其具體表現(xiàn)為在終端信號無操作的情況下，系統(tǒng)出現(xiàn)“裝置閉鎖”信息，而且無法自動回復(fù)正常。出現(xiàn)這種故障的原因可能是設(shè)備本身的問題，也可能是由于定值設(shè)置不準(zhǔn)確，一般由后者引起的智能終端故障較多。需要采用調(diào)試工具進(jìn)行檢修，重新設(shè)計(jì)內(nèi)部數(shù)據(jù)，并將設(shè)計(jì)信息重置后復(fù)歸[ 2 ]。

1.3 GOOSE通信故障

GOOSE通信中斷智能變電站常見的通信故障，在變電站送電過程中，可能會出現(xiàn)開關(guān)設(shè)備、智能設(shè)備無變化，后臺報(bào)出GOOSE通信故障的問題。出現(xiàn)這一問題主要是由通信設(shè)備或系統(tǒng)設(shè)置問題引起的，比如硬件沒有連接好，通信設(shè)置不合理等，都會造成通信中斷。如果這些方面沒有問題，還要對電源系統(tǒng)進(jìn)行排查，也可能是由于電源插件松動，未達(dá)到通信設(shè)備的供電標(biāo)準(zhǔn)，所以導(dǎo)致通信中斷[ 3 ]。

2 二次系統(tǒng)故障診斷方法

2.1 故障特征信息的分析處理

對故障特征信息進(jìn)行搜集和分析，是進(jìn)行故障斬?cái)嗟牡谝徊?，也是最主要的環(huán)節(jié)。故障特征信息分析可以為故障診斷提供依據(jù)，降低診斷難度。一般通過在線監(jiān)測獲取故障特征信息，采用“三層兩網(wǎng)”的框架狀態(tài)對系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測。在線監(jiān)測系統(tǒng)的作用是監(jiān)測系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，診斷系統(tǒng)故障信息，在二次系統(tǒng)中的應(yīng)用，有利于消除系統(tǒng)盲點(diǎn)，強(qiáng)化自檢功能，提高系統(tǒng)故障特征信息的分析處理效率。一般故障特征信息主要集中在保護(hù)系統(tǒng)、通信系統(tǒng)和入侵控制系統(tǒng)中。保護(hù)系統(tǒng)包括終端文件監(jiān)視系統(tǒng)、保護(hù)元件監(jiān)視系統(tǒng)等。通信系統(tǒng)包括網(wǎng)絡(luò)通信監(jiān)視系統(tǒng)、通信協(xié)議監(jiān)視系統(tǒng)等。入侵控制系統(tǒng)包括物理訪問終端控制、網(wǎng)絡(luò)訪問控制等。在進(jìn)行故障特征信息的收集和整理時(shí)，要從這些系統(tǒng)中全面地獲取故障特征信息。

2.2 建立故障診斷模型

智能變電站的二次系統(tǒng)故障診斷模型的建立以專家系統(tǒng)為主，主要包括4個(gè)模塊，即數(shù)據(jù)庫、知識庫、人機(jī)接口和推理機(jī)。其中知識庫是專家系統(tǒng)的核心，可執(zhí)行計(jì)算、推理等操作，是故障診斷的集合模塊。建立故障診斷模型可以對二次系統(tǒng)的運(yùn)行狀況進(jìn)行全面監(jiān)督，同時(shí)能夠發(fā)揮對系統(tǒng)的控制和保護(hù)作用。一旦智能變電站的二次系統(tǒng)發(fā)展故障，診斷模型會立即運(yùn)作，發(fā)出警告，警告信息迅速傳遞到通信網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，為故障分析提供依據(jù)。并且根據(jù)故障特征信息的表現(xiàn)，由專家系統(tǒng)進(jìn)行分析，得出故障結(jié)論，從而制定有效的故障排除方案[4]。

具體的故障診斷方法有配置診斷、IED裝置診斷、綜合診斷等。這些診斷方法在二次系統(tǒng)故障診斷中具有重要作用，是二次系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的基本保障。配置診斷方法主要是對系統(tǒng)內(nèi)部的智能設(shè)備配置故障進(jìn)行診斷，包括開關(guān)配置、測控配置等，采用通信報(bào)文發(fā)送診斷信息。IED裝置診斷法主要分為兩類，一是通信中斷故障的診斷，二是功能異常故障的診斷。綜合診斷法主要是對二次系統(tǒng)的拒動、誤動故障進(jìn)行診斷，可以避免大范圍停電。這些診斷方法的應(yīng)用極大地提高了二次系統(tǒng)故障診斷和排查的效率，為系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提供了保障。

2.3 故障診斷推理

故障診斷推理被用于智能變電站二次系統(tǒng)故障的預(yù)測和排查，通過對系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的分析，推理出系統(tǒng)可能發(fā)生的故障和存在的隱患。故障診斷推理的方法主要包括規(guī)則推理、精確推理、產(chǎn)生式推理三種。規(guī)則推理是全面分析系統(tǒng)運(yùn)行的各項(xiàng)信息，與知識庫內(nèi)的條件進(jìn)行匹配，如果匹配成功，則表示二次系統(tǒng)可能存在某方面故障，應(yīng)根據(jù)具體情況及時(shí)排查。精確推理具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，不受田間限制，能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行準(zhǔn)確推理，為設(shè)備的維護(hù)檢修提供方便。產(chǎn)生式推理是事實(shí)到推理或推理到事實(shí)的過程，由于目前二次系統(tǒng)的智能設(shè)備有限，不需要依靠警告信息，就能找到故障根源[5]。

3 二次系統(tǒng)調(diào)試方法

3.1 單體調(diào)試方法

單體調(diào)試方法主要應(yīng)用在間隔層，包括網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的調(diào)試、智能終端的調(diào)試等。對網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)進(jìn)行調(diào)試主要是檢查其內(nèi)部的線路連接情況，確保其性能滿足系統(tǒng)需求。智能終端的調(diào)試應(yīng)確保系統(tǒng)達(dá)到安全接地狀態(tài)，確保各項(xiàng)回路均處于正常狀態(tài)，特別是對GOOSE報(bào)文功能進(jìn)行調(diào)試，保證智能終端的穩(wěn)定運(yùn)行[6]。

3.2 分系統(tǒng)調(diào)試方法

分系統(tǒng)調(diào)試在單體調(diào)試的基礎(chǔ)上進(jìn)行，進(jìn)一步強(qiáng)化二次系統(tǒng)性能，排除故障隱患，降低故障發(fā)生幾率和故障診斷的壓力。分系統(tǒng)調(diào)試主要包括監(jiān)控調(diào)試、繼電保護(hù)調(diào)試和遠(yuǎn)動通信調(diào)試。在進(jìn)行監(jiān)控調(diào)試時(shí)，需要檢查系統(tǒng)各個(gè)層面的運(yùn)行狀況，對其進(jìn)行邏輯驗(yàn)證，完善故障處理方法。繼電保護(hù)系統(tǒng)是二次系統(tǒng)故障斬?cái)嗟暮诵模瑢^電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，可以提高繼電保護(hù)水平，為故障診斷提供支持。遠(yuǎn)動通信調(diào)試主可以提高變電站二次系統(tǒng)的智能化水平，消除故障隱患，降低故障診斷的復(fù)雜性。

4 結(jié)論

智能變電站的二次系統(tǒng)對于整個(gè)站內(nèi)系統(tǒng)的運(yùn)行由重要影響，可以為變電站運(yùn)行提供保護(hù)，應(yīng)采用科學(xué)有效的故障診斷方法，提高二次系統(tǒng)的故障診斷能力，確保智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。智能變電站比一般變電站對二次系統(tǒng)的依賴性更強(qiáng)，應(yīng)按照故障診斷結(jié)果對二次系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試，提高二次系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。本文主要介紹了智能變電站二次系統(tǒng)的故障診斷方法和調(diào)試方法，希望能為智能變電站二次系統(tǒng)的故障診斷提供參考。

參考文獻(xiàn)

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[6]葛立青，趙光元，楊凡，等.智能變電站二次回路故障診斷方法研究[J].智能電網(wǎng)，2014（6）：28-31.