智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷深入探究

施惟 曹向偉 常清 候衛(wèi)萍

摘 要：在智能變電站實(shí)際運(yùn)行中，十分有必要大力發(fā)展全方位分析繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)。現(xiàn)階段，電力行業(yè)正在不斷加強(qiáng)智能化建設(shè)，但有很多企業(yè)未形成現(xiàn)代化技術(shù)的應(yīng)用理念，這直接影響了在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用效果，降低了電網(wǎng)運(yùn)行維護(hù)的效率。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);二次回路;故障診斷

引言

隨著我國通訊技術(shù)的飛快發(fā)展，變電站內(nèi)的通信網(wǎng)絡(luò)初步代替了二次回路，變電站綜合自動化系統(tǒng)也在發(fā)展過程中體現(xiàn)出智能化與二次回路網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)。

1智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)潛在問題的診斷

1.1隱蔽故障問題的檢測與診斷

靜止?fàn)顟B(tài)的隱蔽問題檢測。通過對電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)分析可知，與繼電保護(hù)系統(tǒng)相關(guān)的數(shù)據(jù)均有參考價(jià)值，這些數(shù)據(jù)是檢測與診斷繼電保護(hù)裝置，系統(tǒng)了解是否存在安全威脅的重要支撐。比如對變壓器或其它電力線路系統(tǒng)信息采集，能診斷電力設(shè)備是否存在隱藏問題。在檢測與診斷中，盡量選擇同步與實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)信息，進(jìn)一步提高數(shù)據(jù)的精確性。

1.2繼電保護(hù)測量數(shù)據(jù)的檢測與診斷

1.2.1運(yùn)動狀態(tài)的故障檢測和診斷技術(shù)

智能變電站繼電保護(hù)裝置形成了彼此互補(bǔ)的相鄰線路部件。可以通過不同的繼電保護(hù)系統(tǒng)得到的差異化的數(shù)據(jù)測量信息，實(shí)現(xiàn)相關(guān)的邏輯推理，準(zhǔn)確評估每個(gè)裝置，從而檢測潛在問題，提出有效的解決措施

1.2.2繼電保護(hù)裝置運(yùn)作時(shí)測量值發(fā)生改變

電力各個(gè)線路保護(hù)系統(tǒng)若出現(xiàn)相同的數(shù)據(jù)信息故障，必定產(chǎn)生較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。另外，電力系統(tǒng)的不同繼電保裝置也會彼此影響，如此便有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)隱藏的問題。

1.2.3計(jì)算測量部分問題

計(jì)算與測量部分是對繼電保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)綜合處置，這部分信息緊密聯(lián)系著繼電保護(hù)裝置的所有部件，故提高測量與計(jì)算這部分部件的可靠性可以避免該環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，從而保障繼電保護(hù)系統(tǒng)安全運(yùn)行。

1.3不同場站或同一場站不同裝置測量的繼電保護(hù)系統(tǒng)數(shù)值關(guān)系

電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，如系統(tǒng)發(fā)生問題將威脅智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行。繼電保護(hù)系統(tǒng)只對全部電力設(shè)備的電流、電壓等測量與計(jì)算，無法對電氣量計(jì)算。電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)正常工作時(shí)，難以直接發(fā)現(xiàn)隱藏的問題，但若電力網(wǎng)絡(luò)變異，則極有可能產(chǎn)生潛在問題，威脅繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成與在線監(jiān)測信息

2.1在線監(jiān)測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

智能變電站通過分析與獲取信息實(shí)現(xiàn)二次回路的在線監(jiān)測與故障診斷。新建智能變電站以在線監(jiān)測與診斷裝置實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)端采集操作。站端裝置的主要功能是采集、配置、預(yù)整理和過濾信息。裝置快速判斷通信網(wǎng)絡(luò)故障，并收集有關(guān)的信息，以文件方式向調(diào)度端的主站系統(tǒng)傳輸，主站系統(tǒng)初步判斷站端裝置傳遞的異常信息，且在界面反饋。

2.2在線監(jiān)測信息種類

2.2.1裝置的運(yùn)行信息

具體包括軟硬件自檢信息、采樣數(shù)值、開關(guān)量信息。其中裝置的運(yùn)行溫度、通道光強(qiáng)與電源電壓等是軟硬件自檢信息。而每條支路的電流、差動電流與開入量等代表了采樣值與開關(guān)量信息。長時(shí)間監(jiān)測、整理上述信息，有利于提高狀態(tài)檢修的水平。

2.2.2告警信息

具體包括采樣值、開關(guān)量異常報(bào)警和裝置異常報(bào)警。這部分報(bào)警信息出現(xiàn)在二次回路時(shí)，可快速判斷故障和評估狀態(tài)，指導(dǎo)運(yùn)檢人員的工作，從而便捷的維護(hù)智能站。

2.2.3保護(hù)動作

具體包括保護(hù)動作信號、動作出口信號。

2.2.4 SV/GOOSE運(yùn)行信息

具體指報(bào)文狀態(tài)與格式異常信息。設(shè)備發(fā)生故障引起SV/GOOSE報(bào)文出現(xiàn)幀格式錯(cuò)誤，如報(bào)文缺失、延時(shí)等。

3繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測與故障診斷原理

3.1 SV/GOOSE鏈路診斷原理

在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，有效的GOOSE、SV信息未及時(shí)傳遞至接收端設(shè)備，則發(fā)生預(yù)警。比如，繼電保護(hù)裝置SV鏈路異常，直接干擾繼電保護(hù)裝置獲得系統(tǒng)數(shù)據(jù)，此時(shí)通過站控層MMS對鏈路斷線告警報(bào)文實(shí)施傳送，與此同時(shí)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置同步獲得這部分報(bào)文信息。在網(wǎng)采、網(wǎng)跳回路之間存在一致的系統(tǒng)觀測源，監(jiān)測對比發(fā)送方與若干個(gè)接受方之間的鏈路狀態(tài)，按各裝置傳輸?shù)逆溌穲?bào)警報(bào)文對鏈路異常準(zhǔn)確分析。

3.2交流回路狀態(tài)診斷

由網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置與繼電保護(hù)裝置收集交流量，對二次回路的交流量實(shí)時(shí)監(jiān)測。智能站為達(dá)到雙重化保護(hù)的目標(biāo)，一般采取雙AD采樣的方法，對比由MMS傳輸?shù)碾pAD采樣值和兩套保護(hù)的采樣值，當(dāng)它們之間形成相對較大的誤差，則說明繼電保護(hù)完成了統(tǒng)一采樣告警，則明確至少有一套繼電保護(hù)的交流回路發(fā)生異常，這為繼電保護(hù)裝置提供相應(yīng)的異常二次回路。系統(tǒng)對比網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置SV和繼電保護(hù)裝置MMS傳遞的采樣值，當(dāng)二者形成比較合理的誤差，則不會發(fā)生SV斷鏈告警，初步明確SV二次采樣回路正常運(yùn)行;當(dāng)繼電保護(hù)裝置對應(yīng)的采樣回路正常，但網(wǎng)分裝置與保護(hù)裝置獲得的采樣值超過了正常水平，代表網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置的交流采樣回路非正常，根據(jù)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析該裝置獲得對應(yīng)的二次非正?；芈贰?/p>

3.3保護(hù)動作診斷原理

3.3.1雙重化配置保護(hù)裝置

嚴(yán)格檢查AB套保護(hù)裝置操作，進(jìn)一步獲得正確的繼電保護(hù)裝置動作，突出其時(shí)間性。按GOOSE的開關(guān)量時(shí)間準(zhǔn)確計(jì)算時(shí)間差，對比動作元件在保護(hù)過程中的特點(diǎn)，系統(tǒng)了解保護(hù)動作是否正確。

3.3.2單重化配置保護(hù)裝置

模擬單重化配置的保護(hù)裝置與網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置，綜合進(jìn)行對比，從而對交流回路科學(xué)監(jiān)測，系統(tǒng)比較由以上裝置獲得的信號，全方位掌握開關(guān)量回路的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，對變化的模擬量以及單重化保護(hù)操作邏輯有效融合，判斷保護(hù)動作是否正確。

4結(jié)束語

綜上，繼電保護(hù)系統(tǒng)是構(gòu)成電力系統(tǒng)的重要內(nèi)容，它的二次回路在運(yùn)行中容易受環(huán)境與人的因素影響，從而增加整個(gè)系統(tǒng)的故障率。而智能變電站的出現(xiàn)，由于通信網(wǎng)絡(luò)代替了二次回路直接降低了二次回路的故障率。相關(guān)人員客觀評價(jià)二次回路運(yùn)行時(shí)，利用智能變電站傳輸、獲取信息數(shù)據(jù)，及時(shí)找出故障，保證二次回路安全運(yùn)行。

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