智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)研究

卞凱鳴

（國(guó)網(wǎng)泰州供電公司，江蘇泰州，225300）

1 繼電保護(hù)與二次回路現(xiàn)狀分析

我國(guó)的電力行業(yè)在發(fā)展初期還遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于發(fā)達(dá)國(guó)家，但是經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，繼電保護(hù)，二次回路等電力系統(tǒng)已成為電力安全和穩(wěn)定的基礎(chǔ)，總體水平正在不斷提高。我國(guó)擁有完整的繼電保護(hù)技術(shù)體系。無(wú)論是設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)繼電保護(hù)系統(tǒng)，還是安裝，調(diào)試或維護(hù)保護(hù)裝置，們都已經(jīng)達(dá)到了高水平或最先進(jìn)的水平，并且已經(jīng)成為微機(jī)保護(hù)的一項(xiàng)重大發(fā)展。通過(guò)將計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用于繼電保護(hù)，可以完全保護(hù)的電力設(shè)備。當(dāng)前，諸如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)繼電保護(hù)，自適應(yīng)繼電保護(hù)和暫態(tài)保護(hù)等先進(jìn)的智能保護(hù)理論正在不斷發(fā)展。將來(lái)，繼電保護(hù)將更加集成化和智能化。此外，計(jì)算機(jī)技術(shù)已更好地應(yīng)用于輔助設(shè)備功能的組合和優(yōu)化，從而顯著提高了自動(dòng)控制和監(jiān)視功能。在智能電網(wǎng)的建設(shè)和發(fā)展中，有必要從基礎(chǔ)技術(shù)入手，建立電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)基礎(chǔ)，以掌握電網(wǎng)發(fā)展的技術(shù)舉措，并在以下領(lǐng)域的激烈競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外電源技術(shù)。在智能變電站的日常工作中，用通信網(wǎng)絡(luò)代替常規(guī)的二次電路，用數(shù)字信號(hào)代替物理的電信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電保護(hù)的繼電設(shè)備的信息管理。其中，網(wǎng)絡(luò)消息設(shè)備是用于記錄和分析智能網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)視設(shè)備，并且可以存儲(chǔ)和分析消息信息并實(shí)時(shí)監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)流量以測(cè)試操作狀態(tài)。當(dāng)前次級(jí)環(huán)路中的監(jiān)視工作本文中，專(zhuān)家根據(jù)網(wǎng)絡(luò)消息信息分析了次級(jí)設(shè)備異常的原因，但是消息記錄信息又龐大又復(fù)雜，因此網(wǎng)絡(luò)消息設(shè)備會(huì)進(jìn)行中繼。核心消息信息的目標(biāo)提取與二次回路的運(yùn)行密切相關(guān)，以進(jìn)行綜合分析，在線監(jiān)測(cè)二次回路和故障已成為當(dāng)前實(shí)現(xiàn)的主要思想。

2 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)二次回路的優(yōu)點(diǎn)

在我國(guó)電力系統(tǒng)改造升級(jí)過(guò)程中，智能電網(wǎng)已逐漸成為電力系統(tǒng)發(fā)展的重要趨勢(shì)。建立智能電網(wǎng)可以提高供電系統(tǒng)的整體運(yùn)行質(zhì)量，確保經(jīng)濟(jì)效益和安全性。電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于電力系統(tǒng)的繼電保護(hù)二次回路，獨(dú)特的組織結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，施工成本相對(duì)較低，體積小，重量輕。二次電路可以快速執(zhí)行二次電路的維護(hù)和修理。由于繼電保護(hù)二次設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行效果得到了全面提高，故障判斷更加準(zhǔn)確，電網(wǎng)的穩(wěn)定性得到了充分的證明。繼電保護(hù)的二次回路可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。對(duì)運(yùn)行過(guò)程中的故障做出快速響應(yīng)，確保對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行全面的全天候?qū)崟r(shí)檢測(cè)，并確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。電力系統(tǒng)還可以提高電磁屏蔽能力，以保護(hù)繼電器使用的次級(jí)電路?？傮w而言，通過(guò)在電力系統(tǒng)中充分利用繼電器保護(hù)的二次電路設(shè)備，可以顯著節(jié)省人力和物力，并且成本可以有效地提高電力公司的經(jīng)濟(jì)效益。

3 在線監(jiān)測(cè)信息種類(lèi)

3.1 警告信息

通常，警告信息大致分為三種：開(kāi)關(guān)值錯(cuò)誤警告，采樣值錯(cuò)誤報(bào)告和設(shè)備錯(cuò)誤報(bào)告。其中，開(kāi)關(guān)值異常警告主要包括GOOSE鏈路中斷，開(kāi)關(guān)值異常，GOOSE維護(hù)不一致，采樣值異常報(bào)告主要包括SV異常信息，SV維護(hù)狀態(tài)不一致，SV鏈路中斷，CT/PT，包括切割等設(shè)備異常報(bào)告主要包括異常停工，異常停電等。這些問(wèn)題是繼電器保護(hù)次級(jí)電路的一般異常報(bào)告信息。在線監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)發(fā)送異常警告信息后，工作人員必須快速評(píng)估并排除故障。

3.2 設(shè)備操作信息

儀器操作信息是在線監(jiān)視和故障診斷系統(tǒng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)源之一，主要包括采樣數(shù)據(jù)，開(kāi)關(guān)數(shù)據(jù)和儀器自檢數(shù)據(jù)。主要包括設(shè)備的工作溫度，電源電壓，支路電流等。在線監(jiān)測(cè)/故障診斷系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)信息，通過(guò)將其與數(shù)據(jù)庫(kù)的預(yù)設(shè)參數(shù)進(jìn)行核對(duì)，快速確定設(shè)備的異常運(yùn)行情況，及時(shí)記錄并保存異常運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行有效的維護(hù)。和失敗。診斷。數(shù)據(jù)支持。

3.3 SV/GOOSE狀態(tài)信息和動(dòng)作保護(hù)

SV狀態(tài)信息和GOOSE狀態(tài)信息是由診斷數(shù)字消息和消息格式而不是在操作過(guò)程中由電氣設(shè)備生成的記錄文件。SV狀態(tài)信息主要包括相位精度，雙AD一致性，幅度精度和數(shù)據(jù)有效性。如果繼電保護(hù)次級(jí)電路發(fā)生故障，則SV狀態(tài)信息和GOOSE狀態(tài)信息將顯示為亂碼，丟失或過(guò)度顯示。在長(zhǎng)期情況下，可以監(jiān)視和分析兩種狀態(tài)信息，以便及時(shí)確定智能變電站是否有故障。

4 繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷原理

4.1 SV/GOOSE鏈路診斷原理

如果在指定時(shí)間內(nèi)未將有效的GOOSE和SV信息傳遞到接收設(shè)備，則會(huì)發(fā)出預(yù)警。例如，繼電保護(hù)器的SV鏈路異常，直接干擾繼電保護(hù)器以獲取系統(tǒng)數(shù)據(jù)。此時(shí)，鏈路斷開(kāi)警報(bào)消息通過(guò)站點(diǎn)控制層MMS發(fā)送，同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)消息記錄和分析設(shè)備同步獲取。這部分消息信息。在網(wǎng)絡(luò)獲取和網(wǎng)絡(luò)跳回環(huán)路之間有一個(gè)一致的系統(tǒng)觀察源，可以監(jiān)視和比較發(fā)送方和多個(gè)接收方之間的鏈接狀態(tài)，并根據(jù)每個(gè)設(shè)備發(fā)送的鏈接警報(bào)消息準(zhǔn)確地確定鏈接異常，然后進(jìn)行分析。直接挖掘組和在線挖掘SV端口之間存在很大差異，并且無(wú)法比較和監(jiān)視鏈接。這就是為什么很難查明故障位置的原因。其他輔助設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)挖掘組可以使用繼電器保護(hù)來(lái)獲取有關(guān)各種故障點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)信息。設(shè)備警報(bào)可識(shí)別直接跳轉(zhuǎn)循環(huán)中無(wú)法獲取比較信息的故障。

4.2 交流電路狀態(tài)診斷

網(wǎng)絡(luò)消息記錄和分析裝置以及繼電保護(hù)裝置收集流量并實(shí)時(shí)監(jiān)視二次電路的流量。智能站通常采用雙重AD采樣的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)雙重保護(hù)的目標(biāo)。將MMS發(fā)送的雙AD采樣值與兩組保護(hù)采樣值進(jìn)行比較。完成綜合采樣警報(bào)后，很明顯，至少有一組繼電保護(hù)交流電路異常，這為繼電保護(hù)裝置提供了異常的次級(jí)電路。系統(tǒng)將網(wǎng)絡(luò)消息記錄和分析設(shè)備SV發(fā)送的采樣值與繼電保護(hù)設(shè)備MMS進(jìn)行比較，如果兩者形成相對(duì)合理的錯(cuò)誤，則不會(huì)提前發(fā)生SV斷開(kāi)鏈接警報(bào)。采樣環(huán)工作正常。電氣保護(hù)設(shè)備對(duì)應(yīng)的采樣電路正常，但網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備和保護(hù)設(shè)備獲得的采樣值均在正常水平以上。

4.3 防護(hù)性操作診斷原理

（1）雙配置保護(hù)裝置。嚴(yán)格檢查保護(hù)器AB組的操作，以使繼電器保護(hù)器更正確地工作并強(qiáng)調(diào)其定時(shí)。根據(jù)GOOSE切換時(shí)間，可以準(zhǔn)確計(jì)算時(shí)間差，比較保護(hù)過(guò)程的動(dòng)作組件的特征，系統(tǒng)會(huì)知道保護(hù)動(dòng)作是否正確。（2）單個(gè)重配置保護(hù)設(shè)備。通過(guò)將模擬單配置保護(hù)設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)消息記錄和分析設(shè)備進(jìn)行全面比較，科學(xué)地監(jiān)控交流電路。該系統(tǒng)將上述設(shè)備獲得的信號(hào)進(jìn)行比較，以完整了解開(kāi)關(guān)電路的工作狀態(tài)。同時(shí)，可以有效地將變化量的模擬量與單個(gè)保護(hù)操作邏輯集成在一起，以確定保護(hù)措施是否正確。二次電路故障診斷的主要內(nèi)容是快速識(shí)別二次電路故障。如今，智能變電站的次級(jí)電路通常是光纖通道和光交換設(shè)備，故障診斷系統(tǒng)可以快速識(shí)別通道中的異常情況，并且保護(hù)設(shè)備，交換設(shè)備或特定區(qū)域是否存在故障。節(jié)省搜索時(shí)間，節(jié)省光纖輔助系統(tǒng)故障的時(shí)間，從而穩(wěn)定電源。根據(jù)站點(diǎn)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)消息，輔助設(shè)備狀態(tài)監(jiān)視信息，交換設(shè)備網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，全面的站點(diǎn)范圍內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，SCD配置，物理端口等，準(zhǔn)確識(shí)別通道的故障部分。

5 智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)的應(yīng)用及效果

5.1 如何應(yīng)用技術(shù)

5.1.1 信息的獲取和收集

在智能變電站中，繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)有兩種獲取和收集信息的方式。一種是數(shù)據(jù)由測(cè)量和控制設(shè)備傳輸。當(dāng)次級(jí)電路運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)的傳感器可以：實(shí)時(shí)收集操作信息。然后，信息通過(guò)GOOSE，SV網(wǎng)絡(luò)配置傳輸?shù)綔y(cè)量和控制設(shè)備。測(cè)控設(shè)備接收到信息后立即對(duì)其進(jìn)行處理。使其成為標(biāo)準(zhǔn)消息，并將其報(bào)告給的監(jiān)視系統(tǒng)。允許工作人員監(jiān)視次級(jí)電路的運(yùn)行狀態(tài)。然后通過(guò)網(wǎng)絡(luò)分析儀傳輸數(shù)據(jù)。當(dāng)輔助環(huán)路正在運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)傳感器還可以收集信息并將其發(fā)送到網(wǎng)絡(luò)分析儀。捕獲信息后，網(wǎng)絡(luò)分析儀將其存儲(chǔ)在處理層中，并在在線監(jiān)視信息消息的同時(shí)分析信息消息。分析完成后，該消息以MMS格式發(fā)送到監(jiān)視系統(tǒng)，以供員工使用。

5.1.2 物理鏈路監(jiān)控和故障診斷

以物理鏈路內(nèi)的光纖鏈路為例。如果系統(tǒng)正在運(yùn)行，則接收器必須完成對(duì)系統(tǒng)光纖通信的監(jiān)視。如果光纖鏈路變得異常，則接收器將無(wú)法接收次級(jí)回路的操作數(shù)據(jù)。此時(shí)，表明次級(jí)環(huán)路的光纖鏈路已發(fā)生故障。當(dāng)與異常光纖鏈路相對(duì)應(yīng)的所有發(fā)送端口相互匹配時(shí)。故障主要集中在信息發(fā)送器，光纖和接口端口上。工作人員可以使用以上功能確定次級(jí)電路故障的原因。假設(shè)所有光纖鏈路均異常并且相應(yīng)的傳輸插件彼此一致，則可以確定故障發(fā)生在插件位置。此時(shí)，工作人員只需維護(hù)次級(jí)電路插件即可解決故障。假設(shè)光纖鏈路異常，對(duì)應(yīng)的傳輸設(shè)備是相同的?？梢源_定次級(jí)電路的故障是由發(fā)送側(cè)的設(shè)備引起的。此時(shí)，請(qǐng)修理以上設(shè)備以解決故障。

5.1.3 邏輯鏈路監(jiān)視和故障診斷

通過(guò)查看該消息，工作人員可以確定次級(jí)電路的邏輯鏈路（用于繼電保護(hù)）是否存在問(wèn)題。具體方法如下。首先，將SCD文件導(dǎo)入的在線監(jiān)視系統(tǒng)。閱讀GOOSE網(wǎng)絡(luò)配置，SMV和數(shù)據(jù)集。其次，在檢索讀取的數(shù)據(jù)之后立即構(gòu)建FCDA，以建立與GSE和SMV的關(guān)聯(lián)。第三，搜索通信節(jié)點(diǎn)以確定發(fā)送者，接收者和端口信息是否正確。使用上述方法搜索后，發(fā)送配置和接收配置之間是否存在差異。系統(tǒng)立即發(fā)出警告信號(hào)，以通知相關(guān)方邏輯鏈接有問(wèn)題。員工可以根據(jù)系統(tǒng)發(fā)出的預(yù)警來(lái)識(shí)別并解決故障原因，以便輔助回路中的邏輯鏈接可以正常工作。

5.2 技術(shù)的應(yīng)用效果

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)模擬測(cè)試，觀察到了應(yīng)用該技術(shù)的效果，結(jié)果表明，在發(fā)生二次電路故障的情況下，在線故障檢測(cè)和故障診斷系統(tǒng)可以立即識(shí)別故障。以上測(cè)試分析結(jié)果表明，在線監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高二次回路故障的檢測(cè)效率，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

6 結(jié)束語(yǔ)

考慮到缺乏智能站常用的二次回路在線監(jiān)測(cè)和診斷功能，考慮了實(shí)際的二次設(shè)備配置，對(duì)網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備的功能進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)，使其具有很高的適用性。已經(jīng)提出了一種容錯(cuò)型智能變電站繼電器。電氣保護(hù)次級(jí)電路的在線監(jiān)視和故障診斷方法該系統(tǒng)框架可以支持輔助故障調(diào)查決策，并確定整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的繼電保護(hù)級(jí)別。僅用于篩選，比較和全面分析相關(guān)的通訊消息。運(yùn)維效率和效益。改善系統(tǒng)的運(yùn)行水平，促進(jìn)電力公司的發(fā)展也很重要。