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

練春林

（國網(wǎng)鹽城供電公司，江蘇鹽城，224000）

1 二次回路在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)整體架構(gòu)

此系統(tǒng)通過調(diào)度控制中心、繼電保護(hù)在線監(jiān)測和故障判斷系統(tǒng)、交換機(jī)、網(wǎng)絡(luò)保溫記載解析裝置、防火墻、保護(hù)設(shè)備在線監(jiān)測判斷裝置構(gòu)成。當(dāng)繼電保護(hù)在線監(jiān)測與故障診斷系統(tǒng)給智能終端傳遞數(shù)據(jù)匯集指令之后，調(diào)度端逐步針對變電站二次回路工作形態(tài)實(shí)施數(shù)據(jù)匯集操控。匯集的數(shù)據(jù)通過交換機(jī)傳送到網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記載解析裝置，隨后處置線路工作數(shù)據(jù)，方便判斷線路工作形態(tài)。隨后立刻給監(jiān)測診斷裝置傳遞數(shù)據(jù)，診斷二次回路有沒有異常狀況，一旦出現(xiàn)故障，啟動(dòng)設(shè)施保護(hù)模式，通過解析二次回路故障位置，且參照系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫儲存線路故障過往數(shù)據(jù)判斷形成線路故障匯總，隨后制定出合理處置措施。一旦無法在系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中探尋出相關(guān)故障數(shù)據(jù)，則需在操控頁面上展示未找到地類故障數(shù)據(jù)，請實(shí)地勘查處理。

2 智能變電站繼電保護(hù)二次回路設(shè)計(jì)

2.1 操控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）利用強(qiáng)電操控，電源篩選直流110V或220V。（2）利用硬接線方法將一次設(shè)施與計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)之間關(guān)聯(lián)一起，數(shù)據(jù)通信模式被植入到數(shù)字化變電站。（3）電源監(jiān)視回路植入在斷路器操控回路中，同時(shí)監(jiān)視跳、合閘回路統(tǒng)一性；且工作形態(tài)指示燈正常亮起；防跳設(shè)置穩(wěn)定執(zhí)行，且具備了機(jī)構(gòu)內(nèi)部防跳回路；監(jiān)視回路利用雙燈制接線燈光；操作電源消失及回路斷線發(fā)出警告信號源。（4）遠(yuǎn)方操控高壓隔離開關(guān)；10kv及之下供檢修隔離與接地開關(guān)需就地操控；隔離與接地開關(guān)、母線接地開關(guān)勢必要完備操控閉鎖策略，閉鎖回路電源獨(dú)立設(shè)置。

2.2 信號系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）借助硬接線模式或裝置通信模式來匯集計(jì)算機(jī)監(jiān)控信號數(shù)據(jù)，借助強(qiáng)電電壓開執(zhí)行開關(guān)量輸入回路電壓。（2）相同設(shè)置單位信號110kV之上，則關(guān)聯(lián)同等測控裝置，公用系統(tǒng)信號關(guān)聯(lián)專業(yè)公用測控單元。（3）開、閉兩個(gè)狀態(tài)量需關(guān)聯(lián)開關(guān)狀態(tài)量。（4）關(guān)聯(lián)極端及監(jiān)控體系在繼電保護(hù)及其安全自動(dòng)裝置操作與設(shè)置故障信號上面。（5）交流不間斷電源、直流體系等設(shè)施主要信號連接計(jì)算機(jī)監(jiān)控體系。

2.3 測量系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）計(jì)算機(jī)監(jiān)控體系關(guān)聯(lián)交流測量，利用交流或變送器直流匯集手段來快速達(dá)成。（2）1A或5A為測量回路交流電流回路額定電流，100V是交流額定電壓回路。（3）計(jì)算機(jī)監(jiān)控體系關(guān)聯(lián)到直流體系交流不間斷電源體系等設(shè)施檢測信號上面，需借助直流收集手段或信息通信手段來完成。

2.4 交流電流與電壓回路設(shè)計(jì)

（1）符合一次回路額定電壓、最大負(fù)荷電流及其短路時(shí)動(dòng)熱平穩(wěn)電流為電流互感器基本訴求。（2）設(shè)置用電流互感器原則，則避開產(chǎn)生主保護(hù)死區(qū)，利用不相同二次繞組到雙重化保護(hù)電流互感器當(dāng)中。（3）一個(gè)接地點(diǎn)設(shè)置在電流互感器二次回路當(dāng)中，隨后設(shè)立配電位置，利用端子排接地。（4）符合一次回路額定電壓為電壓互感器基本訴求。（5）電壓互感器一次側(cè)間隔開關(guān)開啟后，預(yù)防二次回路電壓反充電。（6）電路關(guān)聯(lián)出現(xiàn)在幾組電壓互感器次繞組之間存，一點(diǎn)接地務(wù)必聚集在繼電器內(nèi)部。（7）施工完繼電器室內(nèi)一點(diǎn)接地電壓互感器二次線圈，則要將二次線圈中性點(diǎn)，利用放電間隙或氧化鋅閥片來接地。

3 二次回路在線監(jiān)測數(shù)據(jù)種類定義及其判斷

3.1 數(shù)據(jù)種類定義

此系統(tǒng)工作牽涉信息囊括了裝置運(yùn)轉(zhuǎn)工作形態(tài)數(shù)據(jù)、異常警報(bào)數(shù)據(jù)、線路保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)等。當(dāng)中裝置運(yùn)轉(zhuǎn)工作形態(tài)數(shù)據(jù)囊括了裝置供電電源電壓數(shù)據(jù)、通道光強(qiáng)、工作場景熱度、差動(dòng)電流、不同支路工作電流等，長期匯總此類信息，從而查看信息有沒有處于正常范疇內(nèi)，進(jìn)一步高效推斷線路有沒有出現(xiàn)問題。異常警報(bào)數(shù)據(jù)具體為二次回路產(chǎn)生問題狀況下給出警報(bào)，主要集中問題情況囊括了SV鏈路中斷、CT和PT斷線、線路檢修工作狀態(tài)不統(tǒng)一等。線路保護(hù)動(dòng)作數(shù)據(jù)通常為保護(hù)線路安全工作為準(zhǔn)則開啟動(dòng)作，即為在線路工作出現(xiàn)問題狀況下給出線路保護(hù)指令。

3.2 線路數(shù)據(jù)收集

此系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記載解析裝置，進(jìn)一步完成二次回路中各線路以及設(shè)施形態(tài)數(shù)據(jù)收集工作，畢竟變電站二次回路線路數(shù)據(jù)復(fù)雜多變，站控層與過程層體系繁瑣，增添了信息收集困難度，務(wù)必把數(shù)據(jù)冗余問題處置到位，科學(xué)調(diào)配信息網(wǎng)。要想逐一化解以上問題，此次探究在站端裝置位置增添了信息過濾與篩選處置架構(gòu)，借助此架構(gòu)來實(shí)現(xiàn)信息處置。以至于，此系統(tǒng)二次回路數(shù)據(jù)信息收集以網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記載解析裝置為核心，利用信息濾除與篩選處置架構(gòu)，針對收集信息實(shí)施處置，進(jìn)一步為線路故障判斷帶來穩(wěn)定的數(shù)據(jù)扶持。此系統(tǒng)在線監(jiān)測數(shù)據(jù)將線路工作狀態(tài)及其穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)，隨后匯總成文本，被當(dāng)作了鏈路通斷狀態(tài)判斷依據(jù)。

3.3 數(shù)據(jù)判斷和警報(bào)

把通過處置穩(wěn)態(tài)與暫態(tài)文件傳送到主站，借助此部分架構(gòu)中鏈路巡檢模式，查找不同鏈路工作狀態(tài)有沒有出現(xiàn)問題。假設(shè)文件中參數(shù)和數(shù)據(jù)庫中參數(shù)界定范疇不相符，隨即推斷出線路工作出現(xiàn)問題。隨后啟動(dòng)系統(tǒng)警報(bào)功能板塊，在操作指揮頁面顯示問題文件，通過紅色圖示提醒管控人員。

4 二次回路線路故障診斷與解決措施分析

4.1 二次回路線路故障診斷技術(shù)分析

4.1.1 故障診斷基礎(chǔ)原理

SV/G0OSE鏈路診斷基礎(chǔ)原理。其主要通過有沒有接收到SV與GOOSE信號來當(dāng)作判斷參照，假設(shè)指定時(shí)段范疇內(nèi)無接收上述數(shù)據(jù)，則表明線路無故障，同時(shí)生成對應(yīng)的警告報(bào)文，傳送到報(bào)文記載裝置上，隨后針對數(shù)據(jù)實(shí)施處置，獲得了詳盡的故障判斷結(jié)論。針對直采回路故障判斷，SV端口有所不同，增加了鏈路比較解析困難度，率先需利用預(yù)先配置處置，預(yù)判可能產(chǎn)生的問題。不僅如此，解析其他二次回路工作形態(tài)，解析發(fā)生問題的大概率。針對出現(xiàn)問題詳細(xì)位置，則要把數(shù)據(jù)傳送到幾點(diǎn)保護(hù)裝置，發(fā)出預(yù)警之后，通過系統(tǒng)管理員利用逐一排除方法來明確故障詳細(xì)位置。如圖1所示。

圖1 繼電保護(hù)SV、GOOSE鏈路診斷方案

交流回路工作形態(tài)判斷原理。利用雙AD采樣方式收集交流回路工作形態(tài)數(shù)據(jù)，借助MNS核算采樣值區(qū)別性有關(guān)信息，獲得了采樣值偏差核算結(jié)論。假設(shè)偏差超出了指定范疇，則判斷出工作出現(xiàn)問題，且給出線路預(yù)警數(shù)據(jù)。相反無偏差，或偏差核算值在正常范疇內(nèi)，則表明交流回路無問題。此系統(tǒng)利用采樣值比較與差流比較方法，通過設(shè)置閾值當(dāng)做指標(biāo)，精準(zhǔn)判斷回路工作形態(tài)。如圖2所示。

圖2 交流回路在線監(jiān)測與故障診斷實(shí)現(xiàn)方案

4.1.2 保護(hù)動(dòng)作判斷基礎(chǔ)原理

要想全面發(fā)揮保護(hù)線路效果，則要將保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作自始至終位于平穩(wěn)工作形態(tài)。因此，二次回路工作有沒有出現(xiàn)問題的判斷，急需保護(hù)動(dòng)作判斷。此系統(tǒng)利用率綜合解析方法，針對線路保護(hù)裝置動(dòng)作判斷實(shí)施探究。當(dāng)中校驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)為三個(gè)，具體為：保護(hù)出口時(shí)間差值、裝置整組時(shí)間特點(diǎn)、動(dòng)作元件統(tǒng)一性。針對此標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施校驗(yàn)，隨后設(shè)置權(quán)重，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)針對保護(hù)裝置工作干擾多少，分析出整體推斷，進(jìn)一步明確保護(hù)動(dòng)作有沒有出現(xiàn)問題。比如：二次線路出現(xiàn)問題，針對數(shù)個(gè)支路運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生干擾，且保護(hù)動(dòng)作不可完成同步工作，篩選干擾較大的支路實(shí)施保護(hù)，此處理計(jì)劃對于線路的持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)干擾較小，結(jié)果推斷出保護(hù)動(dòng)作無問題。

4.1.3 設(shè)計(jì)深度不充足

畢竟大多數(shù)項(xiàng)目周期較短，設(shè)計(jì)員需在較少時(shí)段內(nèi)執(zhí)行龐大的施工圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，致使設(shè)計(jì)員無空余時(shí)段來實(shí)地調(diào)研，造成設(shè)計(jì)深度不充足，設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)地場景大相徑庭，嚴(yán)重狀況根本不能按照圖紙施工，且設(shè)計(jì)漏項(xiàng)頻繁發(fā)生；此外，少數(shù)設(shè)計(jì)員實(shí)戰(zhàn)經(jīng)歷有所欠缺，專業(yè)技能水準(zhǔn)受限，同時(shí)設(shè)計(jì)企業(yè)圖紙審查不嚴(yán)格，發(fā)生圖紙漏項(xiàng)問題。因此，設(shè)計(jì)深度不充足直接造成整體項(xiàng)目設(shè)計(jì)功能出現(xiàn)問題，會干擾到項(xiàng)目安全運(yùn)轉(zhuǎn)，造成項(xiàng)目不可竣備完工的尷尬境地。

4.1.4 沒有采取標(biāo)準(zhǔn)與典型設(shè)計(jì)

變電站二次設(shè)計(jì)實(shí)踐中，設(shè)計(jì)員沒有采取標(biāo)準(zhǔn)與典型設(shè)計(jì)，致使設(shè)計(jì)整體進(jìn)度緩慢、設(shè)計(jì)圖紙品質(zhì)較差。然而，變電站標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為變電站設(shè)計(jì)的主框架與基本技術(shù)準(zhǔn)則，囊括了不同方案與模塊使用方法、流程、案例等，對于指引設(shè)計(jì)企業(yè)實(shí)踐工程施工產(chǎn)生了積極的影響。標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)為設(shè)計(jì)樣板與代表，精準(zhǔn)利用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)可提升設(shè)計(jì)速率與提升圖紙品質(zhì)的有效方式。

4.2 二次回路線路故障解決措施分析

4.2.1 創(chuàng)建故障處置體系，提高技術(shù)員技能

當(dāng)前，配電網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營管控高速發(fā)展，同時(shí)持續(xù)植入了國際先進(jìn)技術(shù)，囊括了創(chuàng)新原料、設(shè)施及其技術(shù)等，要想保證實(shí)時(shí)采集電力網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)下實(shí)時(shí)信息，且針對有關(guān)缺陷與故障實(shí)施處置，則要電力單位在電網(wǎng)中創(chuàng)建繼電保護(hù)裝置運(yùn)轉(zhuǎn)故障管理系統(tǒng)，貫徹執(zhí)行檢測二次回路裝置工作狀態(tài)，強(qiáng)化管理員技能提高，定期組織相關(guān)技術(shù)員參與培訓(xùn)，使其能夠熟練地掌控機(jī)電保護(hù)裝置操作方法，同時(shí)利用等級考核方法來判斷學(xué)習(xí)成果，且設(shè)立對應(yīng)獎(jiǎng)勵(lì)與處罰制度，進(jìn)一步督促相關(guān)技術(shù)員積極提升自身技能水準(zhǔn)，加強(qiáng)處置應(yīng)急事件的解決技能，降低故障損失率。

4.2.2 提升整體設(shè)計(jì)深度

設(shè)計(jì)員不僅要制定設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容，同時(shí)需針對實(shí)地實(shí)施調(diào)研，方才可以設(shè)計(jì)出切合實(shí)地的設(shè)計(jì)方案。設(shè)計(jì)深度務(wù)必符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，防止發(fā)生設(shè)計(jì)功能基礎(chǔ)缺陷，且需要具備適量超前性。不僅如此，設(shè)計(jì)企業(yè)務(wù)必強(qiáng)化設(shè)計(jì)管控，確保派遣有豐富實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)人員來執(zhí)行設(shè)計(jì)任務(wù)，同時(shí)完備相關(guān)單位內(nèi)部審查機(jī)制，嚴(yán)格把控設(shè)計(jì)整體品質(zhì)，最終方才可設(shè)計(jì)出符合設(shè)計(jì)深度的最終方案。

4.2.3 利用標(biāo)準(zhǔn)與典型設(shè)計(jì)

變電站標(biāo)準(zhǔn)與典型設(shè)計(jì)在特定時(shí)段內(nèi)呈現(xiàn)出共同性，其具備統(tǒng)一模式訴求，技術(shù)上嫻熟、費(fèi)用投入比較合理，適用范疇極為普及，其逐漸成了工程建造標(biāo)準(zhǔn)化的主要措施，結(jié)果成了現(xiàn)代化工程建造的關(guān)鍵方法。利用標(biāo)準(zhǔn)與典型設(shè)計(jì)，更有助于確保整體設(shè)計(jì)品質(zhì)，提升工程品質(zhì)，降低勞動(dòng)強(qiáng)度；更有助于推廣創(chuàng)新技術(shù)，提升工作效率，加速建造進(jìn)度；更有助于節(jié)省建筑原料，縮減費(fèi)用投入成本，提升經(jīng)濟(jì)收益。

4.2.4 科學(xué)篩選及其配置二次回路設(shè)施

在二次回路設(shè)計(jì)過程中，設(shè)計(jì)員務(wù)必針對二次設(shè)施篩選與配置遵照《火力發(fā)電廠變電站二次接線設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》來貫徹執(zhí)行。科學(xué)篩選把控與信號設(shè)施，針對控制開關(guān)、防跳繼電器等篩選切合二次回路標(biāo)準(zhǔn)，針對二次回路保護(hù)設(shè)施，比如：控制開關(guān)或熔斷器實(shí)施科學(xué)篩選與配置，且設(shè)立監(jiān)視流程。

5 網(wǎng)絡(luò)異常狀態(tài)監(jiān)測與警告測試分析

5.1 測試相關(guān)內(nèi)容與方式

此次測試針對系統(tǒng)信息收集、故障診斷及其警報(bào)來分別實(shí)施測試，具體功能測試方式為：（1）信息收集功能測試，主要借助網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記載解析裝置采集線路1或線路2電壓數(shù)值，查看接收端信息和實(shí)踐信息有沒有出現(xiàn)偏差，進(jìn)一步診斷信息收集功能板塊當(dāng)中數(shù)據(jù)過濾機(jī)篩處置有沒有產(chǎn)生效果。（2）故障診斷及其警報(bào)功能檢測，針對SV/G0OSE鏈路、交流回路工作狀態(tài)有沒有產(chǎn)生異常來作為診斷依據(jù)。假設(shè)出現(xiàn)問題，隨即查看有沒有給出警報(bào)。

5.2 測試結(jié)論解析

（1）信息收集功能測試結(jié)論，此系統(tǒng)收集終端輸出線路1與線路2電壓數(shù)值和實(shí)踐數(shù)值基本一致，因此，此系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)收集二次回路數(shù)據(jù)。（2）故障診斷功能與警報(bào)測試結(jié)論，此次測試通過兩條SV/G0OSE鏈路，兩條交流回路當(dāng)做故障判斷對象，詳盡故障判斷測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表1所示。

表1 故障診斷測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

以上故障判斷結(jié)果表明，此次系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)判斷出二次回路故障工作形態(tài)，在線路運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)生問題時(shí)，自主發(fā)生警報(bào)數(shù)據(jù)。

6 結(jié)語

文章深入研討了二次回路運(yùn)轉(zhuǎn)工作狀態(tài)監(jiān)測方式及其線路故障診斷問題，參照變電站繼電器工作基本原理，針對二次回路運(yùn)轉(zhuǎn)工作狀態(tài)監(jiān)測功能板塊實(shí)施設(shè)計(jì)，且研發(fā)對應(yīng)的故障診斷子系統(tǒng)，被當(dāng)作了二次回路智能化管控工具。最終測試結(jié)論顯示，此系統(tǒng)能夠精準(zhǔn)收集二次回路工作數(shù)據(jù)，高效判斷二次回路故障工作形態(tài)，對于線路出現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)問題狀況，自主給出警報(bào)數(shù)據(jù)。