綜自變電站繼電保護(hù)二次回路的檢測設(shè)計(jì)探討

摘 要：綜自變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)二次賄賂檢測精準(zhǔn)度的提升，有助于百年電站運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性的提升。本文從綜自變電站二次回路檢測的重要性入手，對基于外加電源法的二次回路檢測方法與微弱信號檢測技術(shù)進(jìn)行了探究。

關(guān)鍵詞：綜自變電站；二次回路檢測；微弱信號監(jiān)測技術(shù)；交流回路信號檢測

中圖分類號：TM63 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1004-7344（2018）35-0085-02

前 言

變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)是電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的保障因素。根據(jù)我國電力事業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，繼電保護(hù)裝置、綜合自動化裝置及與之相關(guān)的二次連接線均需要具有良好的穩(wěn)定性?，F(xiàn)階段，變電站自動化系統(tǒng)已經(jīng)在電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行維護(hù)領(lǐng)域得到了應(yīng)用。數(shù)據(jù)采集功能、運(yùn)行監(jiān)測功能與繼電保護(hù)等功能是自動化系統(tǒng)的主要功能。綜自變電站在電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮著較為重要的作用。對綜自變電站繼電保護(hù)二次回路檢測設(shè)計(jì)問題進(jìn)行探究，有助于我國電網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)化。

1 綜自變電站二次回路檢測的重要性

綜自變電站二次回路檢測系統(tǒng)的構(gòu)建，有助于解決二次回路錯(cuò)誤及故障所帶來的不利影響。在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障及異常情況的情況下，電力系統(tǒng)繼電保護(hù)裝置可以在最短的時(shí)間內(nèi)，在系統(tǒng)中切除故障設(shè)備，并將故障信息告知運(yùn)維人員[1]。如果繼電保護(hù)二次回路中存在一定的故障，由此引發(fā)的保護(hù)裝置誤動問題會給運(yùn)維人員及信號監(jiān)控人員的正常工作帶來干擾。以綜自變電站為例，繼電保護(hù)系統(tǒng)故障所引發(fā)的誤動問題可能會讓電力系統(tǒng)故障范圍有所擴(kuò)大，進(jìn)而引發(fā)嚴(yán)重的電力事故。電力故障對設(shè)備測量值的破壞，甚至?xí)绊戨娔軘?shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性。二次回路檢測系統(tǒng)的構(gòu)建，可以為電力系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行提供保障。

2 二次回路檢測常用方法

萬用表是二次回路檢測過程中常用的檢測工具包，基于萬用表的檢測方式可以對電流回路連接情況進(jìn)行監(jiān)測，如在保護(hù)屏電流連片兩端施加1A電流以后，如果電流顯示值大于1A，表明電流系統(tǒng)回路連接正常，反之電路系統(tǒng)存在開路故障。但是就二次回路檢測的實(shí)際情況而言，這一檢測方法并不能對電流互感器的極性進(jìn)行有效判斷。在保護(hù)屏內(nèi)電流公共端處于接地狀態(tài)的情況下，流經(jīng)電流表的電流可以直接與大地和保護(hù)屏之間形成回路。此時(shí)檢測人員在測量工作開展過程中，可以在打開電流連片以后，在兩端施加1A電流，如果電流表顯示的數(shù)值為1A以上，表明電路系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)，繁殖系統(tǒng)可能存在開路故障。

通過對此類二次回路故障檢測方式進(jìn)行分析，傳統(tǒng)檢測方式建立在人工檢測技術(shù)的基礎(chǔ)之上，此種檢測方式存在著過于依賴經(jīng)驗(yàn)的弊端，在實(shí)際檢測工作開展過程中，傳統(tǒng)檢測方式可能存在一定的疏漏。

3 基于外加電源法的二次回路檢測方法

基于外加電源法的二次回路檢測方法有助于二次回路檢測的精確度的提升。在這一檢測方法應(yīng)用以后，檢測人員在高壓設(shè)備投入運(yùn)行之間，可以通過設(shè)置短路點(diǎn)的方式模擬常見電路故障，并通過外加電源的方式構(gòu)建閉合回路。這一故障模擬方式可以讓檢測人員及時(shí)獲取二次回路的電流波形與電壓波形，并通過分析波形確定進(jìn)行檢測。電流互感器端子接線的可靠性也是檢測人員所要關(guān)注的內(nèi)容。在確定二次側(cè)無開路現(xiàn)象以后，檢測人員可以在向高壓側(cè)施加交流電源以后，分析電壓與電流的變化情況[2]。在對二次回路接線情況進(jìn)行分析以后，檢驗(yàn)人員需要及時(shí)對電流互感器與電壓互感器的極性進(jìn)行檢查，也可在此基礎(chǔ)上完成母差保護(hù)方向檢測、高頻保護(hù)方向檢測與縱差保護(hù)方向檢測。

4 微弱信號檢測技術(shù)的分析

4.1 微弱信號檢測技術(shù)的應(yīng)用原理

微弱信號檢測技術(shù)可以在毫安級別的電流信號檢測過程中得到應(yīng)用。這一技術(shù)可以在分析噪音成因、噪聲特性的基礎(chǔ)上，降低噪聲信號及外界干擾對電力系統(tǒng)正常運(yùn)行的影響。在抑制噪聲影響的基礎(chǔ)上，提升微弱信號檢測系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，是微弱信號檢測技術(shù)的主要應(yīng)用原則。出于提升系統(tǒng)檢測精確度的需要，檢驗(yàn)人員可以從傳感器及運(yùn)算放大器的相關(guān)特征入手，對元器件的固有噪聲進(jìn)行分析，并要利用一些低噪聲器件，完成檢測系統(tǒng)的構(gòu)建。斬波穩(wěn)零運(yùn)放方式是直流信號檢測過程中常用的檢測方式。在交流信號采集過程中，檢測人員可以對OP系列運(yùn)算放大器進(jìn)行應(yīng)用。除此以外，微弱信號檢測技術(shù)還與以下因素有關(guān)：①信號內(nèi)各種種類的噪聲的產(chǎn)生原因的分析；②信號內(nèi)噪聲的表現(xiàn)規(guī)律的分析；③淹沒于噪聲之中的待檢測信號的檢測工作。

4.2 微弱信號檢測方法

微弱信號檢測過程中常用的檢測設(shè)備包含有低噪聲運(yùn)算放大器、鎖相放大器和取樣積分器等多種設(shè)備。與之相關(guān)的取樣方法主要涉及到了以下內(nèi)容：①時(shí)域的相關(guān)方法；②頻域的頻譜分析方法；③取樣積分方法。通過對微弱信號的實(shí)際檢測使用過程進(jìn)行分析，上述方法所檢測的微弱信號的信噪比門限值較高。隨著非線性研究的不斷發(fā)展，諧波小波技術(shù)、隨機(jī)共振技術(shù)和建立在混沌理論反復(fù)個(gè)基礎(chǔ)之上的檢測技術(shù)可以在提升微弱信號檢測水平的基礎(chǔ)上，促進(jìn)微弱信號檢測方法的完善。如微弱振動信號的諧波小波提取方法可以被看作是一種具有實(shí)用性的檢測方法。這一檢測方法在算法層面具有一定的便利性，在信號分解過程中不僅可以保證數(shù)據(jù)不變，也可以提供相關(guān)的表達(dá)式，除此以外，諧波小波方法也在相位定位方面具有一定的優(yōu)勢。在諧波小波分解的基礎(chǔ)上，完成微弱振動信號頻域頻段的提取，也可以為微弱信號檢測的精確性提供保障。

4.3 微弱信號檢測的實(shí)現(xiàn)

運(yùn)算放大器在微弱信號檢測的實(shí)現(xiàn)過程中發(fā)揮著重要的作用。根據(jù)微弱信號檢測的實(shí)際情況，運(yùn)算放大器在放大被檢測信號的同時(shí)，也會發(fā)揮出放大噪聲的作用。針對干擾噪聲對微弱信號檢測的影響，檢測人員需要借助濾波器完成噪聲信號與不同頻率的信號的分離，進(jìn)而對所要檢測的信號進(jìn)行檢測。

有源濾波器與無源濾波器是檢測人員在微弱信號檢測過程中所常用的設(shè)備。無源濾波器具有應(yīng)用成本低、應(yīng)用效率高和系統(tǒng)維護(hù)簡單等多種優(yōu)勢。但是在實(shí)際應(yīng)用過程中，受檢測系統(tǒng)參數(shù)特性及自身阻抗比等因素的影響，該設(shè)備可能會表現(xiàn)出穩(wěn)定性較差的問題。在系統(tǒng)電流量增加至一定范圍以后，無源濾波器出現(xiàn)的過載現(xiàn)象也會給微弱信號檢測工作帶來不利的影響。有源濾波器具有較為良好的無功功率補(bǔ)償能力，相比于無源濾波器，有源濾波器在性價(jià)比方面具有一定的優(yōu)勢。系統(tǒng)阻抗對有源濾波器的正常運(yùn)行的影響相對較小，故而有源濾波器在實(shí)際應(yīng)用過程中也可以表現(xiàn)出穩(wěn)定性良好的優(yōu)勢。造價(jià)高、運(yùn)行損耗較大與維護(hù)復(fù)雜性是有源濾波器的主要缺陷。

為保證微弱信號檢測的實(shí)現(xiàn)，檢測人員在濾波器檢測過程中可以遵循以下原則：①根據(jù)檢測系統(tǒng)的實(shí)際需要，對有源濾波器與無源濾波器進(jìn)行選擇；②針對有源濾波器在實(shí)際應(yīng)用過程中表現(xiàn)出來的造價(jià)過高及運(yùn)行損耗過大等問題，檢測人員可以通過有源濾波器與無緣濾波器相結(jié)合的方式開展監(jiān)測，混合型有源濾波器的使用，可以為檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性提供保障[3]。

在濾波器應(yīng)用于實(shí)際檢測以后，檢測人員也可以將相關(guān)檢測法與取樣積分法應(yīng)用于檢測工作之中。相關(guān)檢測技術(shù)可以在壓縮帶寬、降低噪聲的基礎(chǔ)上，提升微弱信號檢測的精確度。取樣積分法可以發(fā)揮出恢復(fù)噪聲中的微弱信號波形的作用，取樣記分器的應(yīng)用，也可以抑制信號中的噪聲。

5 結(jié) 語

繼電保護(hù)二次回路狀態(tài)檢測對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。二次狀態(tài)檢測工作的開展，需要探討避免檢測過程中可能出現(xiàn)的電壓互感器二次短路問題?；谕饧与娫捶ǖ亩位芈窓z測方法與微弱信號檢測技術(shù)的應(yīng)用，可以有效滿足二次回路的檢測要求。同傳統(tǒng)檢測方法相比，基于外加電源法的二次回路檢測方法與微弱信號檢測技術(shù)有助于提升檢驗(yàn)結(jié)果的精確性。隨著檢測技術(shù)的不斷發(fā)展，綜自變電站繼電保護(hù)二次回路檢測方式會得到不斷完善。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2018-11-12

作者簡介：李沁風(fēng)（1990-），男，電力工程技術(shù)工程師，碩士、研究生，主要從事變電設(shè)備檢修工作。