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变电站继电保护二次回路的在线监测及故障分析黄博

发表时间：2020/6/30 来源：《电力设备》2020年第5期作者：黄博周克张志宇

[导读] 摘要：目前，随着我国科学技术的发展，计算机技术和通信技术也加快了发展步伐，数据信息等大部分资源实现了共享。

        （国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司辽宁鞍山 114001）
        摘要：目前，随着我国科学技术的发展，计算机技术和通信技术也加快了发展步伐，数据信息等大部分资源实现了共享。变电站通过应用这些新技术和新信息，逐渐走向了智能化发展，智能变电站的工作效率比传统的有了明显的提高，在智能变电站应用中，需要重视二次回路的在线监测技术和故障诊断技术。本文就对变电站继电保护二次回路的在线监测及故障进行深入探讨。
        关键词：变电站；继电保护；二次回路；在线监测
        受到智能化技术的发展，通信网络锁的应用不断取代传统的二次回路，从而促进了继电保护二次设备的自动化发展。但目前智能化技术的普及依然不够全面，导致大量的电力企业依然使用的是传统的二次回路电气设备，其中做好设备的在线监测运行以及故障分析将成为一项非常重要的工作。
        1、继电保护二次回路在线状态检测技术的重要性
        当今时代，二次回路报警功能的作用主要是对于交流回路的短路异常和直流回路的接地异常致使保护系统失效问题发生。但其在使用过程中受现场环境条件的影响，使得二次回路的些许异常和继电保护异常得不到有效的区分。一旦在这种情况下，二次回路产生异常只有在已经发生严重异常情况的时候才会出警报。在我国，电网运行系统出现很多次由于二次回路断线而造成的继电保护设备装置误动故障，影响了电网系统建设使用的安全性以及可靠性。在线状态检测技术主要是利用继电保护设备来实施装备稳步运行状态的监测，但是由于继电保护的二次回路十分烦琐，这就使其作用效果受到了一定的影响。所以，相关技术人员应在熟知当前继电保护相关二次回路在线状态检测技术应用现状的基础下，找出优化并且解决应用的方法，最大限度地增强电网系统运行使用中的安全性以及可靠性。
        2、在线监测和信息收集方案
        二次设备运行状态的信息采集和监测的实现需要借助现代信息技术，其中的工作记录和分析就需要借助网络报文设备和装置来完成，但是由于二次回路运行过程中的信息数据量比较大，将导致二次回路在线监测和故障分析的工作量增大。所以，要二次回路系统的安全、平稳运行，就需要提高在线监测和信息收集的效率，可以考虑从收集数据的关联、筛选以及过滤等方面进行优化。在变电站的实际运行过程中，要进行二次回路故障监测和信息采集就需要系统和实际需要的不同，将二次回路在线监测数据信息分成三类，包括暂态、稳态和状态文件。其中，暂态文件采集的是链路运行过程中出现的严重警告，当链路故障出现时系统会将相对应的链路数据进行采集和整理，整合生成相关文件。稳态文件采集的是系统在长时间的运行过程中的设备和系统信息，包括系统运行及设备运行的合适光强、温度和电压电流等信息。而状态文件指的是在链路运行过程中采集的实时通断信息，通过整合生成的信息文件。
        3、二次回路在线监测及故障诊断技术
        3.1SV/GOOSE链路诊断及故障诊断技术
        在规定的频率下，系统的接收端能够收到SV/GOOSE发过来的信息，一旦在这个频率下SV/GOOSE发过来的信息忽然中断，系统会自动发出告警。每个设备系统在网采以及网跳回路方面的观测源相同，能够互相比较观测源与不同接收设备的链路监测状况，通过分析能够准确找到设备链路出现问题的位置。直采回路和网采的SV端口不同，这样就不可以通过互相比较来分析链路状况，从而非常不容易找到出现问题的具体位置。针对直采回路的问题，就必须找出所有可能的故障点，再结合网采回路进行分析研究，从而找到关键问题点。
        3.2交流回路状态诊断及故障诊断技术
        对于二次回路交流量的在线监测，可利用网络报文记录分析装置和继电保护装置采集的交流量综合判断。

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智能站普遍采用双AD采样，并配备了双重化的保护,通过对比继电保护装置通过MMS上送的双AD采样值和两套保护的采样值，如果它们之间的相对误差在阈值范围之内且继电保护装置无采样不一致的告警，则认为双AD采样一致或者两台保护的交流二次回路状态处于正常状态；如果相对误差超出阈值，同时继电保护装置未发出采样不一致的告警，则判断至少有一套继电保护的交流回路出现异常，并给出继电保护装置所对应的异常二次回路。通过对比网络报文记录分析装置的SV和继电保护装置MMS上送的采样值，如果两者最大误差在阈值范围之内，并且网络报文记录分析装置和继电保护装置无SV断链告警，则认为SV二次采样回路处于正常状态；当继电保护装置采样回路正常时，但网分装置和保护装置之间的采样值误差超过阈值时，则判断网络报文记录分析装置的交流采样回路出现异常，并给出网络报文记录分析装置所对应的异常二次回路。
        3.3保护动作在线监测及故障诊断技术
        双重化保护装置对AB两套保护装置的实际行为进行监测和诊断，从而有效判断出继电保护设备作业的准确性。具体的监测内容包括动作、案件内容以及出口时间。在监测处理过程中需要借助GOOSE开关量掌握实际时间的差值，从而有效完成各项校验程序。单重化保护装置主要是借助网络报文装置对回路运行的各个板块进行实时监测，通过测控装置的位置数据信息完成对开关回路的实际检测，同时通过对模拟量变化情况的感知，结合动作逻辑分析，对各类动作行为的准确性进行系统性分析并得出结论。通过实时监测变电设备的运行状态，设备状态检修技术对于制定生产计划具有重要的辅助作用，从而保证检修频率的合理性。为进一步保证电力企业生产计划的科学性和合理性，设备状态检测技术还需要跟变电设备治理工作进行结合，通过对设备状态和检测结果的统一分析，保证相关措施的科学性和合理性，从而进一步提高继电保护装置运行的质量和检修的效率。由于使用设备状态检修技术可以明显降低运维工作人员的工作量，从而降低设备停电的次数，对于电路系统的安全性和稳定性起到重要的保障作用。另外降低人员参与，还能有效降低线损，从而实现节约资源、降低成本的目的。
        4、二次回路在线状态监测流程
        考虑到电力企业绝缘当面等问题，继电保护装置需要采用直流电源，同时需要完善不接地措施。所以在系统的检测过程中，还需要检测改系统是否接地，可以通过在设备和地表之间安装一定绝缘值的电阻，避免由于设备接地而造成保护装置失误的问题发生。这是由于在电气设备的安全运行过程中，直流电源的绝缘性没有达到预定值，所以系统不会发出警告，使得问题在较长时间内不会处理。就目前我国绝缘检测技术发展来看，我国绝缘技术的精度还难以达到国际水平，所以其检测的数据和实际数据会有一定的差异，在很大程度上影响了保护装置的精度和准确性。而且，我国许多电力企业在工程建设过程中，许多的设备都是充分暴露的，这就很容易受到自然环境和气候变化的影响，导致绝缘效果改变，从而造成故障式的接地情况，进而影响继电保护装置的检测以及保护能力。但是二次回路设备的继电保护项目有电缆断线检测、电流回路电阻检测等，微型数控装置的技术发展也为变电站在线状态监测提供了可能。我国的绝缘检测技术虽然得到了迅速的发展，但是在其精准度方面仍然不足，达不到一定标准的要求，因此利用绝缘检测技术来获得的检测数据就和真实数值之间存在差异，这种误差会对保护装置造成影响，限制其保护作用的发挥。当前我国电力企业运营过程中，电力设备往往暴露在空气当中，线路运行状况和绝缘质量均会受到自然因素的影响，甚至可能引发各种故障，例如故障式接地等，这些故障限制了继电保护装置的检测和保护能力。对二次回路设备而言，继电保护项目不仅仅包括电缆断线检测保护，还有电流回路电阻检测保护等，这些措施保障了电力系统正常运行，同时这些措施还需要一定的技术支持，而当前微型数控装置技术的完善发展为其提供了技术支持。
        5、结束语
        针对智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术的探究是非常必要的。现阶段电力行业的智能化建设水平取得极大提高，但是仍然有部分企业缺乏先进技术的应用意识，没有对在线监测和故障诊断技术给予有效应用，从而使电网的运行质量受到制约，为此应该对在线监测与故障诊断系统的构成给予全面分析，不断提高该技术的应用水平。希望本文能够为研究这一课题的相关人员提供参考。
        参考文献
        [1]白一含.浅议智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].绿色环保建材,2018(05).
        [2]张明凯.变电站继电保护二次回路的在线监测及故障诊断技术[J].自动化应用,2018(03).
        [3]杨晓西.浅议智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].中国新技术新产品,2017(21).