智能變電站繼電保護二次回路在線監(jiān)測及診斷

李文娟 張 棋

（國網(wǎng)湖北省電力有限公司檢修公司，湖北 武漢 430050）

0 引言

隨著網(wǎng)絡信息技術的飛速發(fā)展，智能變電站繼電保護中的地位和作用得到顯著的提升。與以往傳統(tǒng)的工作形式相對比可知，信息化的測控技術使繼電保護得到了有效的調(diào)整和優(yōu)化，不但使工作效率得到顯著的提升，而且還能夠極大地提升其運行的穩(wěn)定性，節(jié)約了大量的人工成本和維修費用，提升了運行的經(jīng)濟性。

1 二次回路在線監(jiān)測信息系統(tǒng)

二次設備的運行狀態(tài)信息主要包括以下幾個方面，即裝置自檢信息、GOOSE/MMS鏈路異常信號。根據(jù)二次回路在線監(jiān)測和故障診斷方面的需求，與智能變電站中不同類型設備特征相結合，能夠將在線監(jiān)測裝置劃分為以下幾方面內(nèi)容，即告警信號信息、運行狀態(tài)信息、保護動作信息等。

1.1 告警信息

告警信息中主要包括開關量異常告警、采樣值、裝置異常告警等，其中采樣值異常又包括SV鏈路中斷、SV品質(zhì)異常、CT/PT斷線、SV檢修狀態(tài)異常等；裝置異常包括閉鎖、失電告警等；開入量異常包括GOOSE鏈路中斷、GOOSE檢修不一致等等。在二次回路當中，一旦出現(xiàn)上述告警標識，應針對故障診斷以及狀態(tài)進行評估，通過異常狀態(tài)發(fā)生之前狀態(tài)評估、異常發(fā)生之后的快速定位等方式，為運檢人員提供更多有效的參考，以此為智能變電站的維護提供便利。

1.2 運行狀態(tài)信息

裝置運行狀態(tài)信息主要包括開關量信息、采樣值、軟硬件的自檢信息等，其中自檢信息又包括電源電壓信息、通道光強、運行溫度等。開關量信息、采樣信息中包括差動電流、支路電流、主要開入量等。對于此類信息來說，對其進行監(jiān)視和統(tǒng)計有利于為狀態(tài)維修提供更多檢修數(shù)據(jù)作為參考依據(jù)。而SV/GOOSE運行狀態(tài)信息主要包括格式異常、報文狀態(tài)信息兩種。其中格式異常是指由于設備發(fā)生故障問題，致使SV/GOOSE出現(xiàn)報文殘缺、亂碼、過長等格式上的錯誤；而報文狀態(tài)主要是指雙AD一致性、幅值精度、相位精度等。

1.3 保護動作

保護動作主要包括保護動作信號與動作出口信號兩種，其中保護動作信號包括保護動作元件、保護啟動；而動作出口信號中包括整組動作時間以及出口相別兩種。

2 二次回路信息采集方案

在線監(jiān)測信息中的信息主要來源于網(wǎng)絡報文記錄，由于過程層與站控層當中報文的數(shù)量眾多，其中包括眾多冗余信息，占用了較大的內(nèi)存，為數(shù)據(jù)網(wǎng)的調(diào)度帶來較大的壓力。為了提升在線監(jiān)測與故障診斷的效率，通常在站端裝置獲取到信息之后，需要對數(shù)據(jù)進行過濾、關聯(lián)和篩選處理。根據(jù)系統(tǒng)的具體需求，可以將在線監(jiān)測信息分為3種，即穩(wěn)態(tài)信息、暫態(tài)新信息、狀態(tài)文件，由字面意思便能夠看出，穩(wěn)態(tài)信息主要是記錄一些長時間的監(jiān)測信息，包括溫度、濕度、光照、電壓電流等；暫態(tài)信息主要是記錄一些鏈路中隨時出現(xiàn)的重要警告，包括回路斷鏈等，通過裝置將該時刻的APPID所對應的鏈路信息進行整合以后，所形成的文件信息。狀態(tài)文件主要為鏈路監(jiān)測過程中能夠實時通斷的文件。

在具體應用的過程中，根據(jù)一定的時間間隔定時將穩(wěn)態(tài)文件、狀態(tài)文件傳達到網(wǎng)絡報文記錄分析裝置中，如若站控層中存在重要告警數(shù)據(jù)，并且變化量大于5%時，需要主動將暫態(tài)文件傳輸進去。二次回路故障診斷系統(tǒng)將針對傳輸上來的信息，對信息進行分析和診斷，挖掘出統(tǒng)計分析狀態(tài)信息的長期變化規(guī)律，并且針對裝置的異常評估其健康狀態(tài)，做出相應的診斷決策。

3 在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 GOOSE鏈路診斷

對于過程層GOOSE信號來說，在一定時間內(nèi)設備沒有接收到有效的GOOSE信息時，將發(fā)出告警。例如，當繼電保護裝置鏈路發(fā)生異常反應時，導致繼電裝置難以正常運行，將通過站控層MMS將鏈路斷線的告警信息傳輸其中，網(wǎng)絡報文記錄裝置將對告警報文進行記錄和獲取。

對于網(wǎng)采、網(wǎng)跳來說，由于各個裝置中的系統(tǒng)觀測源一致，可以對發(fā)送方與接收方的鏈路進行對比，按照各裝置中輸送的鏈路報警報文便能夠對異常鏈路進行定位。對于直采回路來說，與網(wǎng)采的端口存在區(qū)別，難以對鏈路進行對比監(jiān)視，因此很難對故障點進行具體的定位，但是可以采用預先配置的方式，將全部可能產(chǎn)生故障的點羅列出來，同時對其他二次設備的網(wǎng)采情況進行對比分析，進而明確各個故障點出現(xiàn)故障的概率，直跳回路中由于不能與其他相關信息進行對比，則只能夠通過繼電保護裝置中的告警對鏈路的故障進行定位。

3.2 保護動作診斷

3.2.1 雙重化配置保護裝置

通過對AB套保護裝置動作行為的診斷，明確繼電保護裝置動作的一致性與正確性。在對內(nèi)容進行檢查的過程中，還用根據(jù)GOOSE中的開關量時間，對出口時間差進行計算，與保護動作元件進行對比分析，確保保護動作的正確性。

3.2.2 單重化配置保護裝置

在此種類型的保護裝置中，對交流回路狀態(tài)的監(jiān)測是通過網(wǎng)絡報文記錄分析裝置模擬量來實現(xiàn)的，通過對測控裝置位置信號的對比，并且將模擬量的變化情況與保護動作邏輯相結合，對保護動作的正確性進行充分的驗證。

3.3 交流回路狀態(tài)診斷

在對二次回路狀態(tài)的在線監(jiān)測過程中，可以采用網(wǎng)絡報文記錄的方式，對裝置和繼電保護裝置采集的交流量進行診斷。在智能變電站當中，通常采用雙AD的方式進行采樣，并且以雙重化保護的方式，通過與繼電保護中MMS中傳送的雙AD采樣值進行對比來實現(xiàn)，如若二者之間的相對誤差處于閾值的范圍以內(nèi)，則繼電保護裝置中將不會出現(xiàn)告警，雙AD采樣以及二次回路都處于正常的工作狀態(tài)當中。如若相對誤差超出了閾值范圍，這時的繼電保護裝置將發(fā)出告警，并且有超過一套繼電保護的交流回路將存在異常，并且將該裝置所對應的二次回路也視為異常處理。

通過與網(wǎng)絡報文記錄中的繼電保護裝置MMS與分析裝置SV采樣值進行對比能夠看出，如若二者之間存在較小的差距，能夠處于合理的范圍以內(nèi)，則兩個系統(tǒng)將不會產(chǎn)生斷鏈告警問題，二次采樣回路也處于正常狀態(tài)。而當保護裝置與報文裝置的采樣值大于閾值范圍時，但是繼電采樣回路處于正常狀態(tài)，這時也會診斷為網(wǎng)絡報文記錄裝置出現(xiàn)異常，并且將該裝置所對應的二次回路也視為異常處理。

結語

綜上所述，隨著科學技術的不斷發(fā)展，變電站與信息技術之間的融合逐漸加深，傳統(tǒng)的二次回路終將被通信網(wǎng)絡所取代，繼電保護的二次設備也將朝著網(wǎng)絡化、信息化的方向發(fā)展，使繼電保護得到了有效的調(diào)整和優(yōu)化，不但使工作效率得到顯著的提升，而且還能夠極大地提升其運行的穩(wěn)定性，節(jié)約了大量的人工成本和維修費用，提升了運行的經(jīng)濟性。因此，相關部門應加強對在線檢測與故障診斷系統(tǒng)的研究，使系統(tǒng)技術得到顯著的提升，能夠在報文監(jiān)視告警信息傳輸?shù)幕A上，對其他相關告警信息進行準確的診斷，保障結果的有效性。