基于狀態(tài)監(jiān)測的繼電保護系統(tǒng)檢修策略研究

摘 要：隨著變電系統(tǒng)的智能化建設(shè)和監(jiān)測技術(shù)的不斷成熟，在繼電保護系統(tǒng)中實施狀態(tài)監(jiān)測與檢修已經(jīng)變成了可能。但現(xiàn)有的繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)檢測的手段還是側(cè)重于定性分析，缺少科學(xué)合理的定量理論分析，因此在這個基礎(chǔ)上我們應(yīng)該結(jié)合繼電保護系統(tǒng)的誤動特性，分別分析單套繼電保護系統(tǒng)和雙重繼電保護系統(tǒng)的故障問題來實現(xiàn)檢修策略優(yōu)化，給提升繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性的提升帶來一定的幫助。

關(guān)鍵詞：繼電保護系統(tǒng)；狀態(tài)檢修；檢修策略；研究

中圖分類號：TM77 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）36-0062-02

引 言

繼電保護系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性對智能變電系統(tǒng)具有十分重要的影響。繼電保護系統(tǒng)能否正常的運行，直接關(guān)系到電力系統(tǒng)運行的質(zhì)量。所以，提高繼電保護系統(tǒng)的可靠性是我們建設(shè)智能變電系統(tǒng)的重要前提和基礎(chǔ)。當(dāng)前，隨著保護裝置和通信技術(shù)的不斷發(fā)展，在線監(jiān)測技術(shù)也得到了進一步的發(fā)展，基于此對繼電保護系統(tǒng)的有效監(jiān)測就成為了可能。提高繼電系統(tǒng)的安全性與可靠性是未來智能變電站系統(tǒng)發(fā)展的重要方向。所以，利用先進的檢測技術(shù)與設(shè)備對繼電系統(tǒng)實施狀態(tài)監(jiān)測與檢修，是提高繼電系統(tǒng)的可靠性的重要前提，同時也是智能變電系統(tǒng)發(fā)展的內(nèi)在需求。

1 繼電保護信息組件系統(tǒng)的分類

繼電保護系統(tǒng)是一套綜合性的設(shè)備，設(shè)備中各類信息與數(shù)據(jù)都有著相同的特征信息，而信息特征也可以通過具體的模型進行體現(xiàn)，可以反映出設(shè)備未來的變化趨勢，這一原理是完成繼電設(shè)備檢修的重要理論依據(jù)之一。設(shè)備的數(shù)據(jù)信息是進行繼電保護系統(tǒng)檢修的重要基礎(chǔ)和依據(jù)，合理的數(shù)據(jù)信息分類有助于公共特性的準(zhǔn)確獲取，對提高設(shè)備的預(yù)測規(guī)律準(zhǔn)確性具有十分重要的作用。

繼電保護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息主要包括以下幾類：如原始信息、運行信息、檢修信息、監(jiān)測信息、實驗信息等。不同的故障特性其信息就會體現(xiàn)出不同的特征，而本文就是通過研究組件的信息變化趨勢，來研究設(shè)備當(dāng)前的工作狀態(tài)，從而判斷組件的故障風(fēng)險，例如：疲勞程度、老化程度等。其次，通過數(shù)據(jù)分析還能夠判定出組件在惡劣環(huán)境與條件下運行的狀態(tài)，通過合理的監(jiān)測來識別和判定故障風(fēng)險。所以，本文通過研究繼電保護系統(tǒng)中各組件的信息變化規(guī)律，來實現(xiàn)故障風(fēng)險的判別，進而為我們的故障檢修提供重要依據(jù)，同時對組建信息進行合理的監(jiān)測，為未來組件可能出現(xiàn)的故障風(fēng)險提供重要的前提和依據(jù)。

2 繼電保護監(jiān)測系統(tǒng)的功能分析

2.1 定位功能

基于繼電保護狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷的智能變電系統(tǒng)，具備模型文件的管理狀態(tài)、二次系統(tǒng)的可視化及智能檢測等功能。其信息采集的范圍包含了單元保護裝置、智能終端、安全自動裝置、過程交換機、站控交換機、二次連接回路等。定位功能通過直觀的方式將智能配電系統(tǒng)中繼電保護裝置出現(xiàn)的故障直接提示或顯示出來，這樣在維護的過程中就能夠快速有效的進行日常的維護與檢修，從而對繼電系統(tǒng)的異常故障能夠及時的做出處理，有效的保證了繼電系統(tǒng)乃至整個變電系統(tǒng)的安全性和可靠性。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的體系構(gòu)架

繼電保護監(jiān)測與診斷系統(tǒng)主要由變電端的繼電保護裝置和調(diào)度端的繼電保護裝置組成。其中，變電端的繼電保護裝置包括數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元；數(shù)據(jù)采集單元可以通過網(wǎng)絡(luò)獲取相應(yīng)層次上設(shè)備的數(shù)據(jù)信息，然后數(shù)據(jù)管理單元從數(shù)據(jù)采集獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)并進行分析與處理，從而實現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測與故障的相應(yīng)診斷。最后將診斷的結(jié)果上傳至調(diào)度端，調(diào)度端通過繼電保護裝置的在線監(jiān)測模塊驅(qū)動主站系統(tǒng)軟件，進而實現(xiàn)對相應(yīng)組件的監(jiān)測與檢修。

2.3 狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

2.3.1 繼電保護系統(tǒng)的數(shù)據(jù)信息管理

狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)通過全站的SCD模型文件獲取了系統(tǒng)各層虛回路與軟壓板之間的邏輯關(guān)系、調(diào)度命名、一二次聯(lián)關(guān)系、二次回路虛端子連接、通信參數(shù)、二次回路狀態(tài)監(jiān)測信息、過程層網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲玫刃畔?。?dāng)繼電保護系統(tǒng)的SCD模型文件發(fā)生變化時，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理單元就會通過裝置在過程層的虛端子配置與繼電保護系統(tǒng)的SCD模型文件進行相應(yīng)在線比對，通過對比實現(xiàn)SCD的變更提示，同時判斷SCD變更所產(chǎn)生的影響，最終將影響的范圍定位到IED中。

2.3.2 繼電保護與二次回路的狀態(tài)監(jiān)測

繼電系統(tǒng)的二次回路是保護整個繼電系統(tǒng)安全與可靠性的重要，該系統(tǒng)由若干繼電器和設(shè)備通過電纜連接而成，具有多而散的特點，所以在進行監(jiān)測的過程中，要關(guān)注電器的觸點狀況、以及回路的接線情況，這是繼電二次保護的重要基礎(chǔ)和前提。該系統(tǒng)通過分析合并單元、智能終端、保護裝置、交換機上發(fā)送的數(shù)據(jù)信息，通過分類、管理、存儲將采集過程直接發(fā)送給層網(wǎng)絡(luò)，從而實現(xiàn)系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)視與分析。

2.3.3 繼電保護故障的智能診斷

（1）監(jiān)測的預(yù)警：系統(tǒng)根據(jù)裝置硬件發(fā)出的信息等級，來完成對裝置硬件運行狀態(tài)的巡檢，同時完成硬件的評估，當(dāng)評估高于系統(tǒng)故障風(fēng)險時進行故障報警，而監(jiān)測系統(tǒng)中用于預(yù)警的裝置硬件包括：溫度裝置、電源電壓裝置、過程端口的發(fā)送與接收裝置、插流裝置等。

（2）故障的定位：根據(jù)監(jiān)測與信息反饋的硬件異常實現(xiàn)故障的定位，用于故障定位的監(jiān)測信息主要包含：裝置光纖接口端的信息、裝置鏈路的異常告警信息、裝置其它報文。

（3）繼電保護系統(tǒng)的可視化：可視化主要包括：交流回路、跳閘回路、合閘回路、啟動回路等回路的圖形化顯示，通過可視化的圖形與方案，實現(xiàn)裝置內(nèi)部邏輯、動作、時序故障的定值顯示，從而幫助檢修人員快速的發(fā)現(xiàn)故障，實施檢修。

3 繼電保護狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用分析

繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的應(yīng)用過程，主要通過以下幾個方面進行：①系統(tǒng)采集相關(guān)的數(shù)據(jù)信息，并將這些數(shù)據(jù)信息保存在SCD管理文件中同時系統(tǒng)對這些信息進行相應(yīng)的分析與處理，建立繼電保護監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。②利用畫圖裝置描繪出系統(tǒng)的電路圖、接線圖、保護裝置的運行圖等，工作人員根據(jù)這些圖形了解系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的狀態(tài)，實現(xiàn)各系統(tǒng)的協(xié)調(diào)統(tǒng)一管理。③系統(tǒng)利用過程交換機、接收保護裝備、合并單元來獲取信息，通過對信息進行管理來判定繼電保護裝置的故障風(fēng)險，若故障發(fā)生系統(tǒng)報警，工作人員則根據(jù)報警定位來對故障進行檢測。④系統(tǒng)的過程交換機構(gòu)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送MMS報告，為故障診斷提供可靠的依據(jù)與數(shù)據(jù)參考。⑤系統(tǒng)通過二次寶安全措施，來檢測維修是否還正確有效，并對維修結(jié)果進行反饋，從而保證維修的質(zhì)量。

4 結(jié)束語

總而言之，繼電保護系統(tǒng)的安全可靠對變電系統(tǒng)的正常運行具有十分重要的影響。由于系統(tǒng)的二次回路屬于不可見回路，給我們的故障檢修帶來一定的困難。所以，對繼電保護系統(tǒng)進行實時監(jiān)測，分析其故障形成的原因，是保證系統(tǒng)正常運行的重要手段之一。本文對繼電系統(tǒng)的狀態(tài)監(jiān)測與故障診斷，從網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、功能實現(xiàn)、具體應(yīng)用等方面作出了分析，總結(jié)了系統(tǒng)工作的原理和流程，為我們變電系統(tǒng)的研究與發(fā)展打下了一定的基礎(chǔ)。

參考文獻

[1]肖 繁，王紫薇，張 哲，尹項根，張侃君，黎恒炫.基于狀態(tài)監(jiān)測的繼電保護系統(tǒng)檢修策略研究[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2018，46（06）：74～83.

[2]陳朵朵.220kV繼電保護設(shè)備狀態(tài)評估與決策方法研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2016.

[3]陳水耀.繼電保護失效檢測及檢修策略研究[D].華北電力大學(xué)（北京），2016.

[4]姚念征.繼電保護狀態(tài)評估方法的研究及其應(yīng)用[D].上海應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，2015.

[5]曹力行.智能變電站繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)檢修策略研究[D].華中科技大學(xué)，2015.

[6]黃傳頌.惠州電網(wǎng)繼電保護狀態(tài)檢修的研究與應(yīng)用[D].華南理工大學(xué)，2015.

收稿日期：2018-11-10

作者簡介：呂祥昕（1983-），男，工程師，本科，主要從事繼電保護方面工作。