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

摘 要：變電站繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)大，故障發(fā)生率高，對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性的提升不利?；诖耍疚慕榻B了智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成，分析了信息的采集方向，強(qiáng)調(diào)了加強(qiáng)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷的重要性。重點(diǎn)從信息的獲取與采集、物理鏈路、邏輯鏈路三方面，闡述了相應(yīng)監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)的應(yīng)用方法。通過(guò)對(duì)技術(shù)應(yīng)用效果的觀(guān)察，證實(shí)了技術(shù)應(yīng)用價(jià)值。

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

繼電保護(hù)系統(tǒng)為電力系統(tǒng)的主要組成部分，受環(huán)境及人為因素的影響，二次回路運(yùn)行過(guò)程中，極容易發(fā)生故障。智能變電站的出現(xiàn)，為二次回路故障發(fā)生率的降低，奠定了基礎(chǔ)。利用智能變電站在信息傳輸、數(shù)據(jù)獲取，以及預(yù)警等方面的功能。有關(guān)人員可實(shí)現(xiàn)對(duì)二次回路運(yùn)行狀況的實(shí)時(shí)評(píng)估，及時(shí)發(fā)現(xiàn)其故障。從而使二次回路的運(yùn)行安全性，能夠得以提升。

1 繼電保護(hù)二次回路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的構(gòu)成及信息傳輸方式

1.1 系統(tǒng)的構(gòu)成

智能變電站中，繼電保護(hù)二次回路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，由物理鏈路與邏輯鏈路兩部分構(gòu)成：（1）物理鏈路：本系統(tǒng)的物理鏈路，由裝置二次回路、光纖接口、接口插件三部分構(gòu)成。三者中，裝置二次回路的功能，在于確保電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的功能得以實(shí)現(xiàn)。光纖接口以及接口插件的功能，則在于確保數(shù)據(jù)的傳輸?shù)靡詫?shí)現(xiàn)。[1]（2）邏輯鏈路：本系統(tǒng)的邏輯鏈路，由發(fā)送端、接收端、GOOSE、SV等部分構(gòu)成。其中發(fā)送端的功能，主要在于對(duì)系統(tǒng)采集到的二次回路運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行發(fā)送。接收端的功能，則在于接收系統(tǒng)所發(fā)送的信息。在上述各部分功能的共同發(fā)揮下，繼電保護(hù)二次回路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，方可實(shí)現(xiàn)對(duì)二次回路運(yùn)行狀態(tài)的評(píng)估，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常。

1.2 信息采集方向

為實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障。本系統(tǒng)應(yīng)著重對(duì)“狀態(tài)運(yùn)行信息”、“預(yù)警信息”進(jìn)行了采集。狀態(tài)運(yùn)行信息，包括軟硬件自檢測(cè)信息、采樣信息等多種。以前者為例：繼電保護(hù)二次回路運(yùn)行過(guò)程中，軟件與硬件連續(xù)運(yùn)行后，必然產(chǎn)生一定的熱量。如運(yùn)行溫度過(guò)高，故障的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)，也將明顯提升。[2]采集軟硬件自檢測(cè)信息的意義，不僅及時(shí)發(fā)現(xiàn)上述問(wèn)題，而且及時(shí)對(duì)故障進(jìn)行預(yù)防。系統(tǒng)需監(jiān)測(cè)的預(yù)警信息，以SV檢修信息、CT/PT斷線(xiàn)信息為主。為有效區(qū)分各類(lèi)信息，本系統(tǒng)將二次回路的運(yùn)行狀態(tài)，分為了穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)與故障態(tài)三種類(lèi)型。系統(tǒng)獲取信息后，會(huì)立即按照上述標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)二次回路的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，從而為工作人員體提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)。

2 智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用及效果

2.1 技術(shù)的應(yīng)用方法

2.1.1信息的獲取與采集

智能變電站中，繼電保護(hù)二次回路在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，共有兩種信息獲取與采集方式：（1）經(jīng)測(cè)控裝置轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)：當(dāng)二次回路運(yùn)行后，本系統(tǒng)的傳感器，可實(shí)時(shí)采集其運(yùn)行信息。并通過(guò)GOOSE、SV網(wǎng)絡(luò)配置，將信息發(fā)送給測(cè)控裝置。測(cè)控裝置收到信息后，會(huì)立即對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。使其能夠成為規(guī)范的報(bào)文，被上報(bào)給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。從而使工作人員，能夠?qū)Χ位芈返倪\(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。（2）經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析儀轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)：二次回路運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)傳感器采集信息后，同樣可將其傳輸至網(wǎng)絡(luò)分析儀中。網(wǎng)絡(luò)分析儀捕捉信息后，會(huì)將其存儲(chǔ)在過(guò)程層中，在在線(xiàn)監(jiān)測(cè)信息報(bào)文的同時(shí)，對(duì)報(bào)文進(jìn)行解析。解析完成后的報(bào)文，會(huì)以MMS的形式，被發(fā)送給監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，供工作人員使用。

2.1.2物理鏈路監(jiān)測(cè)與故障診斷

以物理鏈路中的光纖鏈路為例，當(dāng)本系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)對(duì)光纖通信的監(jiān)測(cè)，需在接收方完成。一旦光纖鏈路出現(xiàn)異常，接收方將無(wú)法接收到二次回路的運(yùn)行數(shù)據(jù)。此時(shí)，則表明二次回路的光纖鏈路已經(jīng)出現(xiàn)了故障。當(dāng)所有光纖鏈路異常對(duì)應(yīng)的發(fā)送端口，均相互一致的情況下。故障多集中在信息發(fā)送端、光纖以及接口端口處。工作人員可利用上述特征，對(duì)二次回路故障的來(lái)源進(jìn)行定位。假設(shè)所有光纖鏈路異常，所對(duì)應(yīng)的發(fā)送插件，均相互一致，則可認(rèn)定故障處于插件部位。此時(shí)，工作人員僅需對(duì)二次回路插件進(jìn)行維護(hù)，既可使故障被解決。假設(shè)光纖鏈路的異常，對(duì)應(yīng)的發(fā)送裝置相同。則可認(rèn)定二次回路的故障，來(lái)源于發(fā)送端的設(shè)備。此時(shí)，對(duì)上述設(shè)備給予維修，即可解決故障。

2.1.3邏輯鏈路監(jiān)測(cè)與故障診斷

工作人員可通過(guò)觀(guān)察報(bào)文的方式，判斷繼電保護(hù)二次回路的邏輯鏈路，是否存在異常。具體方法如下：（1）將SCD文件，導(dǎo)入在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。對(duì)GOOSE網(wǎng)絡(luò)配置、SMV，以及DataSet進(jìn)行讀取。（2）得到讀取數(shù)據(jù)后，需立即構(gòu)建FCDA，使其與GSE，以及SMV建立起關(guān)聯(lián)。（3）對(duì)通信節(jié)點(diǎn)進(jìn)行檢索，判斷發(fā)送端、接收端以及端口信息，是否存在異常。采用上述方式檢索后，一旦發(fā)送配置與接收配置之間，出現(xiàn)不匹配的現(xiàn)象。系統(tǒng)會(huì)立即發(fā)出警告信號(hào)，提醒相關(guān)人員邏輯鏈路存在異常。而工作人員則可根據(jù)系統(tǒng)的預(yù)警，定位故障的來(lái)源，并對(duì)其進(jìn)行處理，從而使二次回路的邏輯鏈路，能夠正常運(yùn)行。

2.2 技術(shù)的應(yīng)用效果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模擬試驗(yàn)的方式，對(duì)技術(shù)的應(yīng)用效果進(jìn)行了觀(guān)察，結(jié)果顯示，當(dāng)二次回路故障發(fā)生后，在線(xiàn)故障檢測(cè)與故障診斷系統(tǒng)，可立即識(shí)別故障。上述試驗(yàn)分析結(jié)果表明，在線(xiàn)監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用，可有效提高二次回路故障的發(fā)現(xiàn)效率，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性。

3 結(jié)論

綜上所述，通過(guò)設(shè)計(jì)物理鏈路與邏輯鏈路的方式，對(duì)繼電保護(hù)二次回路進(jìn)行了監(jiān)測(cè)，并對(duì)其故障進(jìn)行了診斷。不僅降低了二次回路故障發(fā)生的幾率，且提高了電網(wǎng)運(yùn)行的安全性。該研究表明，各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用，具有較強(qiáng)的可行性。建議我國(guó)電力企業(yè)充分發(fā)揮智能變電站的優(yōu)勢(shì)，及時(shí)獲取繼電保護(hù)二次回路的運(yùn)行信息。為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以及電力企業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展提供保證。

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作者簡(jiǎn)介：鄺瑞錫（1988.），男，漢族，本科，工程師，專(zhuān)業(yè)方向：電力工程技術(shù)。