220kV智能變電站二次設(shè)備故障診斷方法與探討

汪淵

摘 要：時代在進(jìn)步，科技在發(fā)展，電力系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營管理也更加規(guī)范化，管理體系也逐步成熟和完善，而在電網(wǎng)運(yùn)行的過程中，智能變電站二次設(shè)備故障診斷方法應(yīng)用至關(guān)重要，不僅為減輕二次設(shè)備故障發(fā)生壓力，確保二次設(shè)備故障監(jiān)測及診斷的高效開展，適應(yīng)智能化新運(yùn)行管理環(huán)境，優(yōu)化二次設(shè)備故障診斷思路等具有重要意義?；诖耍疚囊晕墨I(xiàn)對比法和理論分析法，首先對智能變電站二次設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測信息采集，重點(diǎn)探索了220kV智能變電站二次設(shè)備故障診斷方法，并對故障診斷的價值及意義進(jìn)行闡述，期望能夠給相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)管理人員提供一定理論參考。

關(guān)鍵詞：220kV;智能變電站;二次設(shè)備;故障診斷;方法

引 言

220kV智能變電站作為電網(wǎng)的強(qiáng)大支柱，220kV智能變電站的建設(shè)質(zhì)量直接關(guān)乎到電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，同時對提升智能電網(wǎng)的狀態(tài)評估，優(yōu)化維護(hù)檢修措施等具有重要作用，同時也是智能變電站技術(shù)開發(fā)的重點(diǎn)內(nèi)容，并在之前的科研成果中取得一定進(jìn)展。繼電保護(hù)作為智能變電站系統(tǒng)應(yīng)用過程中不可獲取的核心元器件，在電網(wǎng)出現(xiàn)故障的過程中，能夠起到保護(hù)作用，因此只有確立了設(shè)備的正常運(yùn)行狀態(tài)，才能夠構(gòu)建科學(xué)合理的監(jiān)測及檢修策略。因此，智能變電站二次設(shè)備故障運(yùn)行及診斷方法應(yīng)用具有至關(guān)重要的作用。

1、220kV智能變電站二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測及信息采集

220kV智能變電站二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)信息采集的過程中，主要根據(jù)故障系統(tǒng)及其運(yùn)行異常性的選取為基礎(chǔ)，一般情況下，二次系統(tǒng)的監(jiān)測評估信息應(yīng)用環(huán)節(jié)中，主要包含以下幾個方面內(nèi)容：首先是二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的信息監(jiān)測;其二是二次設(shè)備的動作信息異常監(jiān)測;其三是對智能變電站的二次設(shè)備運(yùn)行參數(shù)維護(hù)信息的監(jiān)測等。

在220kV智能變電站設(shè)備運(yùn)行監(jiān)測信息的評估體系中，主要可分為要素級、設(shè)備管理級及系統(tǒng)級，從監(jiān)測功能體系上看，主要實(shí)現(xiàn)于二次系統(tǒng)的設(shè)計中，在監(jiān)測環(huán)節(jié)設(shè)置的過程中，就二次系統(tǒng)各個應(yīng)用環(huán)節(jié)，可通過智能變電站二次系統(tǒng)設(shè)備中的添加監(jiān)測手段，優(yōu)化監(jiān)測評估體系。對系統(tǒng)化的監(jiān)測評估來說，可通過建立系統(tǒng)化的功能體系，實(shí)現(xiàn)周密性的信息評估監(jiān)測。在系統(tǒng)化的監(jiān)測評估體系中，可依據(jù)二次系統(tǒng)中的功能設(shè)計理論，就設(shè)備管理配合評估方案，同時可通過建立三級評估設(shè)置體系，實(shí)現(xiàn)對保護(hù)系統(tǒng)整體狀態(tài)及信息的監(jiān)測，同時可從多個角度、多個性能狀態(tài)下，優(yōu)化各部分組件結(jié)構(gòu)的使用功能。在站控層中，可設(shè)置對應(yīng)監(jiān)測信息，用以分析和評估專家系統(tǒng)，并依據(jù)220kV智能變電站二次設(shè)備各應(yīng)用環(huán)節(jié)中的檢驗(yàn)及信息監(jiān)測為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)對智能變電站設(shè)備的保護(hù)。

2、220kV智能變電站二次設(shè)備常見的故障問題

在220kV智能變電站中存有較多的二次設(shè)備，由于在變電站應(yīng)用及管理體系中存在復(fù)雜化的運(yùn)行管理方式，同時又收到IEC61850規(guī)范的約束影響，導(dǎo)致220kV智能變電站二次系統(tǒng)應(yīng)用中存在較多問題，對系統(tǒng)監(jiān)測、檢修造成較大的難度。

2.1智能終端故障

主要表現(xiàn)在裝置信號存在無人操作的表現(xiàn)狀態(tài)，并且在系統(tǒng)體系內(nèi)呈現(xiàn)出“裝置閉鎖、裝置故障”的等信息表現(xiàn)，對正常運(yùn)營管理造成較大的影響。出現(xiàn)此故障的根本原因在于定值設(shè)置不合理、二次接線錯誤、及設(shè)備本身的故障等導(dǎo)致，當(dāng)選擇使用調(diào)試工具進(jìn)行檢修時，發(fā)現(xiàn)存在報文故障，因此需要對終端數(shù)據(jù)進(jìn)行重新定位設(shè)計，這樣才能夠有助于完成復(fù)歸。

2.2母差保護(hù)故障

此故障是由于系統(tǒng)處理的過程中處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，其可提示警告信息，并在母差保護(hù)狀態(tài)中會出現(xiàn)失電狀況，此狀況可迅速恢復(fù)，并在0.1s內(nèi)恢復(fù)到正常狀態(tài)，因此此故障對于整個設(shè)備系統(tǒng)的影響相對較小。

2.3 GOOSE通信中斷

在智能變電站二次設(shè)備送電的過程中，可通過刀閘及開關(guān)設(shè)備的對應(yīng)操作，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)設(shè)備運(yùn)行管理的相應(yīng)變化，設(shè)備系統(tǒng)在后臺管理的過程中，由于故障報錯提示，會出現(xiàn)GOOSE通信鍛煉的通信故障。該故障產(chǎn)生的主要原因是由于通信問題導(dǎo)致，由于硬件連接及通信設(shè)備出現(xiàn)故障都會導(dǎo)致通信中斷問題發(fā)生，進(jìn)而產(chǎn)生通信中斷故障。在對本故障管理的過程中，通信設(shè)備狀態(tài)處于正常，但是由于電源插件出現(xiàn)松動或者設(shè)備死機(jī)等現(xiàn)象，往往會導(dǎo)致變電站正常信息采集中斷。

3、220kV智能變電站二次設(shè)備故障的診斷方法

3.1故障特征信息

當(dāng)二次設(shè)備故障問題出現(xiàn)時，必須對故障特征信息進(jìn)行剖析和了解，并為故障的分析提供可行性依據(jù)，這樣才能夠?qū)⒍卧O(shè)備故障難度進(jìn)一步的降低，便于工作人員的事后檢修作業(yè)。在故障特征信息獲取的過程中，可借助線上模式進(jìn)行在線監(jiān)測，并依據(jù)“三層兩網(wǎng)”狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測的目的。

在二次設(shè)備運(yùn)行及應(yīng)用的過程中，在線監(jiān)測主要可包含兩個作用：第一，對二次設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測;第二，是通過對二次設(shè)備的故障信息診斷，優(yōu)化故障解決方案。當(dāng)故障信息處于監(jiān)測狀態(tài)時，要在了解故障信息的基礎(chǔ)上，消除故障診斷過程中存在的盲點(diǎn)問題，并實(shí)現(xiàn)自檢功能。對應(yīng)故障特征信息的分析，主要包含以下幾點(diǎn)：（1）保護(hù)元件監(jiān)視;（2）輸入回路監(jiān)視;（3）操作回路監(jiān)視;（4）終端文件的監(jiān)視;其二，主要包含通信協(xié)議的分析，站控層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備監(jiān)視，間隔層網(wǎng)絡(luò)設(shè)計監(jiān)視等。

3.2 二次設(shè)備故障診斷模型

3.2.1故障診斷系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

就診斷模型的建立來說，主要是由專家系統(tǒng)為主，在構(gòu)建專家系統(tǒng)的過程中，調(diào)整診斷結(jié)構(gòu)體系。專家系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可分為如下幾個模塊：其一為數(shù)據(jù)庫，通過構(gòu)建存儲信息的功能，優(yōu)化在線監(jiān)測診斷信息;其二，要對診斷提供參數(shù)信息數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的應(yīng)用中，主要可包含兩種結(jié)構(gòu)體系，其一為動態(tài)結(jié)構(gòu)，其二為靜態(tài)結(jié)構(gòu);動態(tài)結(jié)構(gòu)主要負(fù)責(zé)于參數(shù)的配置，而靜態(tài)結(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于負(fù)責(zé)狀態(tài)參數(shù)的設(shè)計。第二個模塊為知識庫。知識庫作為專家系統(tǒng)核心，可執(zhí)行推理并負(fù)責(zé)計算。在專家系統(tǒng)考知識庫表達(dá)的過程中，可通過執(zhí)行推理和計算過程，對專家系統(tǒng)中知識庫進(jìn)行表達(dá)和分析，這樣才能更加高效開展診斷。第三個模塊為人機(jī)接口，通過連接機(jī)器與專家系統(tǒng)，可準(zhǔn)確的推理出系統(tǒng)故障;第四個模塊為推理機(jī)。能夠?qū)Χ卧O(shè)備中表現(xiàn)出的異常信息進(jìn)行監(jiān)測和推理。

3.2.2 故障診斷模型

在智能變電站二次設(shè)備中，故障診斷模型的應(yīng)用不僅能夠?qū)ο到y(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行監(jiān)督，同時能夠優(yōu)化設(shè)備系統(tǒng)控制，當(dāng)出現(xiàn)故障時，要對診斷的模型設(shè)備進(jìn)行報警，并將報警信息通過通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳遞。這樣故障診斷模型就可依據(jù)傳遞得到的警告信息，來分析故障發(fā)生的原因，及時提出有效的故障解決方案。

3.2.3 故障診斷的方法

在220kV智能變電站二次設(shè)備中，故障的診斷主要扮演極為重要的角色，如通過有效的故障診斷方案，使得二次設(shè)備處于相對正常的運(yùn)行狀態(tài)中。其中，故障診斷的方法主要包含有：其一，故障配置診斷法;其二，IED裝置診斷法。第一種方法主要應(yīng)用于診斷系統(tǒng)顳部的智能設(shè)備，當(dāng)其出現(xiàn)故障后進(jìn)行測控布置;第二種方法主要應(yīng)用于通信中斷后的故障診斷，主要表現(xiàn)出功能異常診斷方法。

3.2.4 故障診斷推理

220kV智能變電站二次設(shè)備中的故障診斷推理主要包含三種：其一為規(guī)則推理，可實(shí)現(xiàn)對二次系統(tǒng)信息的有效分析，然后對分析的結(jié)果、知識庫條件的優(yōu)化進(jìn)行合理匹配;其二為精確推理法，此類型的推理主要對故障的診斷信息有著較大的應(yīng)用優(yōu)勢，可對設(shè)備故障進(jìn)行高效化推理，為檢修工作人員提供便利;其三為產(chǎn)生式的推理，可優(yōu)化和深化故障本身，為快速的找到故障根源奠定基礎(chǔ)。

4 220kV智能變電站二次設(shè)備的調(diào)試

4.1單體調(diào)試

220kV智能變電站二次設(shè)備及系統(tǒng)的故障診斷中，對單體的調(diào)試可集中于間隔層，并在單體調(diào)試內(nèi)容及系統(tǒng)的優(yōu)化上，主要包含有網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、檢查網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)內(nèi)的連接線路及性能等?？纱_保滿足智能二次設(shè)備應(yīng)用基本需求，在相關(guān)規(guī)范的約束上，可通過變電站二次系統(tǒng)安全接地狀態(tài)及系統(tǒng)的優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)各個回路的正常運(yùn)行及管理，并對確保智能化終端系統(tǒng)工作穩(wěn)定開展，實(shí)現(xiàn)對單元內(nèi)邏輯功能的優(yōu)化等奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。

4.2分系統(tǒng)調(diào)試

在分系統(tǒng)調(diào)試的內(nèi)容中，主要包含以下幾方面：首先是監(jiān)控的調(diào)試，主要檢查及調(diào)適二次系統(tǒng)，并對各個層面的邏輯驗(yàn)證方式進(jìn)行優(yōu)化，并保障二次設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性?？山柚O(jiān)控調(diào)試完善的二次系統(tǒng)故障處理，加強(qiáng)繼電保護(hù)調(diào)試，優(yōu)化二次設(shè)備故障診斷的核心，并與監(jiān)控系統(tǒng)的存在較強(qiáng)的連接性。為提升繼電保護(hù)的應(yīng)用二次設(shè)備中的故障隱患。

5結(jié)束語

綜上所述，220kV智能變電站二次設(shè)備的運(yùn)行保護(hù)，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對故障的監(jiān)測和診斷，同時能夠有利于強(qiáng)化變電站的運(yùn)行管理。與常規(guī)的變電站相比較，故障診斷的需求相對較大，因此可依據(jù)故障診斷的結(jié)果，對可靠性運(yùn)行進(jìn)行管理，并確保智能變電站二次系統(tǒng)具有高效率、高質(zhì)量的運(yùn)行管理體系，并對智能變電站的運(yùn)行維護(hù)及安全應(yīng)用奠定堅實(shí)基礎(chǔ)。

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