智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术

发表时间:2020/8/28   来源:《科学与技术》2020年第9期   作者:侯久凤
[导读] 当前的智能变电站为了维持自身继电保护系统的自动化运行发展质量

         摘要:当前的智能变电站为了维持自身继电保护系统的自动化运行发展质量,在系统中多采用二次回路的方式维护系统的安全稳定,同时伴随着科技技术的发展,二次回路能够实现继电保护系统对电网的运行状态进行实时的检测,将其中的故障进行预判和保护,大大提升了变电站的安全性能。因此重视继电保护二次回路的故障诊断检测,是维持变电站稳定运行的重要环节。
         关键词:智能变电站;二次回路;在线监测;故障诊断

引言
         在变电站日常运行工作中,继电保护装置属于十分重要的保护设备,其能否安全运行将在很大程度上影响到变电站供电的稳定性和可靠性,而二次回路故障是影响继电保护装置发挥保护作用的主要因素,在日常工作中应对故障排查工作引起重视,同时掌握正确的排查方法,尽可能地降低变电站继电保护二次回路故障发生概率。对此,本文针对智能变电站中继电保护二次回路的在线监测以及故障诊断技术展开研究,以期提升智能变电站日常运行水平。
1二次回路在线监测与故障诊断的实现原理
         继电保护二次回路在线监测过程中,利用网络报文记录分析装置和继电保护装置对采集到的交流量进行综合判断,采用两个AD同时采样两路数据。两路数据同时参与逻辑运算,即相互校验,一路数据作为启动;一路作为逻辑运算。通过双AD采样的作用是使保护更加可靠,提升故障诊断的准确度。继电保护装置的交流采样回路,直接影响着保护的动作行为。要实现状态检修,必须对电流采集回路进行有效的在线监测,判断电流采集回路是否存在异常,并精确定位异常点位于装置外部回路接线还是装置内部的采集回路。通过对比采样值(Sampled Value,SV)和MMS(Manufacturing Message Specification)上推送的采样值,判断是否存在继电保护采样回路状态异常或者网分装置交流采样回路状态异常。
2在线监测系统组成
         在智能变电站中,在线监测与故障诊断系统的构架主要由主站系统与端站设备两个部分组成。
         主站系统需要布置在调度端,对于一些改造的智能变电站,由于变电站结构的限制,在布置主站系统时要遵循便利性的原则,在不增加设备的前提下,在端站使用数字化报文分析装置,并将其当作是电力信息采集的源头。如果变电站是新建的,那么就要将保护在线检测以及故障诊断设备直接当作数据采集的源头。让电力运行数据由Ⅰ区网关设备在D5000平台上传送到Ⅱ区。
         端站设备的主要功能是对于电力生产中所生成的各种数据进行采集、分配、预处理以及过滤工作。一旦网络传输出现了问题,端站的设备就能够对问题进行及时的诊断,同时收集与问题相关的故障信息,在信息收集完成后自动生成为报告文件,并发送给主站系统;故障信息送达主站后,可以借由显示器以及报警装置展示给运维人员;工作人员在看到故障报告后,就可以对问题进行初步分析,让维修工作变得更具针对性,大大提高了运维的效率。
3在线监测信息种类
3.1警告信息
         组成警告信息的主要数据有开关量异常警告、采样值以及设备异常警告3种。首先是采样值的异常警告,其主要包括SV品质异常、SV检修状态不一致、SV链路中断以及CT/PT断线4种情况。其次是开关量异常警告,主要包括GOOSE链路中断、GOOSE检修不一致以及开关量异常等。最后是设备异常警告,包括异常闭锁、异常失电等问题。一旦在二次回路中出现了这些警告信息,工作人员就要立刻对故障进行评估,从而进行快速的处理。
3.2设备运行信息
         变电站中的各种设备运行信息也是在线检测系统采集的主要信息源之一,包括设备的自检信息、采样数据以及开关量信息等,具体就是各种设备的运行温度、电源处电压信息以及各个支路的电流信息等。通过对这些信息的长期采集以及检测,充实系统端的大数据库,为突发事故的处理以及定期的检修工作提供数据支持。
3.3 SV/GOOSE状态信息及动作保护
         这种信息不是变电站各种电气设备所产生的,而是针对数字化报文以及报文格式的一种记录。其中,SV报文状态主要是指相位精度、双AD一致性、幅值精度以及数据有效性等。报文格式的异常就是指由于某一设备出现了问题,致使SV/GOOSE报文出现乱码、残缺以及过长等错误。而动作保护信息主要分为保护动作元件、保护启动、出口相别以及整组动作时间四种动作信号。
4智能变电站继电保护二次回路故障诊断方法
4.1交流回路诊断方法
         针对智能变电站二次回路交流量的监测工作,可以通过报文分析设备以及继电保护装置所采集的交流量进行综合分析并得出结论。交流回路故障检测对检测设备中的交流量进行分析,能够获取到其交流回路的状态,而针对交流量的信息进行收集处理还需要借助继电保护系统和网络报文系统进行信息收集。在大部分的职能变电站中,通常使用双AD装置,对交流量信息数据进行采集分析,并采用双套保护方式进行信息数据的对比,如果双套的保护装置都能够得出差异性较小的数据信息,那么便能够得出交流回路运行正常的结论;当双套保护装置中检测出的数据信息具有较大差距,且该差值不在阈值范围内的时候,便能够断定交流回路出现故障,且该故障可能出现在任意一台继电保护系统中。
4.2 SV/GOSS链路诊断方法
         针对过程层所发出SV以及GOSSE信号,如果处于接收端的设备在一定的时间内没有接收到相关信息,就会产生相应的警告信息。例如,在继电保护装置链路出现异常时,该装置是无法在这段时间内获取到有效信息的,所以系统会通过站控层MMS上传相应的链路断线警告(详见图1)。对于直采回路,由于直采回路与网采的SV端口型号不同,无法进行链路的对比监测工作,所以当发生故障时很难寻找到准确的故障点。为了克服这个困难,可以预先进行设置,将可能发生故障的点一一列举出来,并且结合其他设备网采回路的情况绘制故障点概率表,以完成故障点的定位工作。
        
         图 1 继电保护 SV/GOSSE 链路诊断示意图
4结束语
         综上所述,智能变电站继电保护二次回路能够有效地通过系统的信息收集、处理,检测电网系统的运行状态,并从链路故障、交流回路、保护动作以及告警动作等多个环节进行分析,因此全面实现实时监测、及时诊断、及时告警,有利于提升变电站的工作效率,也保障了社会生产生活的用电安全。

参考文献
[1] 林重贺.智能变电站的开关二次回路问题分析和改进[J].电气时代,2017(10)
[2] 汪希伟.智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统研究[J].山东电力技术,    2017(02)
[3] 师元康.智能变电站继电保护二次回路分析与状态评估研究[J].华北电力技术,    2017(12)
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