淺議智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)

楊曉西

摘 要：隨著我國(guó)電力系統(tǒng)的不斷發(fā)展，智能變電站也在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用，為了進(jìn)一步提高智能變電站繼電保護(hù)裝置其二次回路的可靠性，也就需要相關(guān)的研究人員能夠構(gòu)建一套完善的二次回路在線監(jiān)測(cè)以及故障診斷技術(shù)，并借此來(lái)提升我國(guó)電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性以及安全性。本文就智能變電站繼電保護(hù)二次回路的在線檢測(cè)以及故障診斷技術(shù)進(jìn)行了簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)二次回路；在線監(jiān)測(cè)；故障診斷

中圖分類(lèi)號(hào)：TM77 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

近年來(lái)隨著我國(guó)智能變電站技術(shù)的迅速發(fā)展，使得通信網(wǎng)絡(luò)鎖得以取代傳統(tǒng)的二次回路，并實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)二次設(shè)備的自動(dòng)化與網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展。但是目前許多電力企業(yè)采用的還是傳統(tǒng)的二次回路檢測(cè)方式，更多是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄的方式來(lái)進(jìn)行二次設(shè)備故障信息的整理與分析工作，但是因?yàn)槠渌枰涗浀男畔⒈容^多，就容易導(dǎo)致一些重要信息被隱沒(méi)等情況發(fā)生，從而無(wú)法有效地形成完整的二次回路預(yù)警與分析策略。

一、二次回路在線監(jiān)測(cè)結(jié)構(gòu)分析

要想有效實(shí)現(xiàn)二次回路的在線監(jiān)測(cè)，首先需要進(jìn)行線路運(yùn)行信息的合理獲取，并需要在此基礎(chǔ)上來(lái)對(duì)獲取到的信息進(jìn)行分析整體，其具體系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。

該二次回路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由主站系統(tǒng)和站端裝置構(gòu)成，該主站系統(tǒng)一般會(huì)直接在省調(diào)度端進(jìn)行部署，并可以有效避免一些智能變電結(jié)構(gòu)的設(shè)備增加等問(wèn)題，此外其還可以運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置來(lái)作為數(shù)據(jù)的采集源。在進(jìn)行新建智能變電站的建設(shè)過(guò)程中，該電力企業(yè)還可以直接將檢測(cè)系統(tǒng)以及診斷裝置作為數(shù)據(jù)采集源端進(jìn)行工作。此外站端還需要完成信息的采集整理以及過(guò)濾工作，并能夠在發(fā)生了通信網(wǎng)絡(luò)異常的情況下，該裝置能夠?qū)ο嚓P(guān)的異常信息進(jìn)行迅速收集，并可以以文件的形式來(lái)將其送到各個(gè)調(diào)度端的主站系統(tǒng)之中。并可以在完成各異常信息的綜合診斷工作之后直接在界面上進(jìn)行診斷結(jié)果的顯示。

二、在線監(jiān)測(cè)信息分析系統(tǒng)

一般情況下二次設(shè)備其運(yùn)行狀態(tài)信息多是由鏈路異常信息與自檢信息兩部分構(gòu)成，這難以有效滿足二次設(shè)備出現(xiàn)故障后的診斷需求。因此電力企業(yè)就應(yīng)當(dāng)對(duì)不同類(lèi)型二次設(shè)備的運(yùn)行特點(diǎn)以及常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上來(lái)將其在線監(jiān)測(cè)信息具體細(xì)分為裝置運(yùn)行狀態(tài)信息、告警狀態(tài)信息以及保護(hù)動(dòng)作信息這3個(gè)類(lèi)型。

①狀態(tài)運(yùn)行狀態(tài)信息：該檢測(cè)信息主要包含的是裝置的軟硬件自檢信息、采樣值以及開(kāi)關(guān)量信息等。其中軟硬件的自檢信息又包含了該裝置的運(yùn)行溫度、電源電壓溫度等信息，而采樣量以及開(kāi)關(guān)量信息則主要包含了各支路電流、差動(dòng)電流以及開(kāi)入量狀態(tài)等信息等。借助于對(duì)裝置的運(yùn)行狀態(tài)信息進(jìn)行長(zhǎng)期的監(jiān)控統(tǒng)計(jì)，其也能夠?yàn)楹罄m(xù)的狀態(tài)檢修工作提供足夠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)以及檢修依據(jù)。

②告警信息：告警信息中一般會(huì)包含有采樣值、開(kāi)關(guān)量異常告警以及裝置異常告警等信息，其中采樣值異常告警主要包含了SV鏈路中斷、SV檢修狀態(tài)異常以及CT/PT斷線等；開(kāi)關(guān)量異常報(bào)警則包含了COOSE檢修不一致、鏈路中斷以及開(kāi)入量異常等情況；裝置異常告警主要是電告警與閉鎖等。一旦二次回路運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)了類(lèi)似告警，就需要對(duì)其發(fā)生的故障進(jìn)行狀態(tài)的評(píng)估以及迅速定位，并在此基礎(chǔ)上給予相關(guān)的維護(hù)人員一定的指導(dǎo)，來(lái)使得智能變電站的維護(hù)效率與質(zhì)量得到有效提升。

③保護(hù)動(dòng)作信息：其一般包含有保護(hù)動(dòng)作信號(hào)以及出口信號(hào)動(dòng)作兩方面的內(nèi)容。

三、信息采集方案

在現(xiàn)有二次設(shè)備的運(yùn)行過(guò)程中其多是借助于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置來(lái)進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)信息的搜集工作。因?yàn)檫^(guò)程層中的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文具備有數(shù)量龐大、冗余嚴(yán)重以及非重要信息比較多的特點(diǎn)，這一情況，也就需要構(gòu)建一個(gè)快速有效的在線監(jiān)測(cè)以及故障診斷及裝置，并要求站端專(zhuān)職能夠在采集完成數(shù)據(jù)之后完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)與篩選過(guò)濾處理工作。

將在線監(jiān)測(cè)信息分為穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)以及狀態(tài)文件3種類(lèi)型，而在具體的運(yùn)用中，也需要借助于與網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置來(lái)在固定時(shí)間間隔中進(jìn)行文件的傳送工作，此外在站控層存在告警數(shù)據(jù)或者變化量已經(jīng)超過(guò)了5%的情況下，還需要進(jìn)行暫態(tài)文件的及時(shí)上傳，而其實(shí)時(shí)傳輸?shù)念~數(shù)據(jù)也需要與二次設(shè)備進(jìn)行對(duì)應(yīng)。

借助于二次回路的在線監(jiān)測(cè)以及故障診斷系統(tǒng)其在站端傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行診斷分析，并對(duì)這些信息存在的長(zhǎng)期變化規(guī)律進(jìn)行統(tǒng)計(jì)與分析，這樣就可以在對(duì)相關(guān)二次設(shè)備的具體運(yùn)營(yíng)情況進(jìn)行準(zhǔn)確合理的評(píng)估，并可以在此基礎(chǔ)上給予其針對(duì)性的診斷對(duì)策。

四、優(yōu)化在線監(jiān)測(cè)和故障診斷的幾點(diǎn)措施

（一） SV/GOOSE鏈路診斷策略

對(duì)于二次設(shè)備過(guò)程層中的SV/GOOSE信號(hào)，如果接收端設(shè)備沒(méi)有在一定時(shí)間內(nèi)接收到信息時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的告警，此外因?yàn)楦餮b置之間配備有統(tǒng)一系統(tǒng)觀測(cè)員，就可以通過(guò)發(fā)送方與多個(gè)接收方兩者的運(yùn)營(yíng)狀態(tài)來(lái)對(duì)二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效檢查，并可以根據(jù)鏈路告警報(bào)文來(lái)進(jìn)行異常發(fā)生位置的合理定位。對(duì)于在運(yùn)行過(guò)程中直采回路無(wú)法進(jìn)行鏈路對(duì)比監(jiān)視這一情況，也就需要借助于預(yù)先配置的方式先對(duì)可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)進(jìn)行列舉，然后再結(jié)合二次設(shè)備網(wǎng)采回路來(lái)進(jìn)行故障點(diǎn)概率位置的計(jì)算。

（二）交流回路狀態(tài)診斷策略

在線監(jiān)測(cè)二次回路交流量的過(guò)程中，還可以借助于網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置以及機(jī)電保護(hù)裝置其采集到的交流量信息進(jìn)行綜合性判斷?，F(xiàn)階段許多智能變電站中多采用雙AD形式進(jìn)行信息的采樣，并能夠?qū)Χ卧O(shè)備的運(yùn)行提供雙重防護(hù)，通過(guò)該防護(hù)模式就能夠?qū)Χ位芈飞系南嚓P(guān)故障情況進(jìn)行有效的監(jiān)控。如果這兩者之間的相對(duì)誤差在閾值范圍內(nèi)而且繼電保護(hù)裝置無(wú)采樣不一致的報(bào)警時(shí)，則認(rèn)為該交流二次回路處于正常的運(yùn)行狀態(tài)。如果該相對(duì)誤差超過(guò)了閾值范圍后，則判斷該繼電保護(hù)的交流回路存在異常現(xiàn)象，并需要相關(guān)檢修人員及時(shí)對(duì)出現(xiàn)了異常的二次回路進(jìn)行檢修。

結(jié)語(yǔ)

現(xiàn)階段智能變電站中的繼電保護(hù)二次回路在運(yùn)行過(guò)程中經(jīng)常會(huì)因?yàn)楦鞣N因素的影響而導(dǎo)致故障的發(fā)生，并會(huì)直接影響到整個(gè)電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性與可靠性。加強(qiáng)繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)以及故障診斷技術(shù)，才能為我國(guó)電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展提供良好的理論支持。

參考文獻(xiàn)

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