李青璇 高凯旻 陈炯 彭丽丹 张宇 雷兴宇
云南电网有限责任公司昆明供电局 云南昆明650000
【摘要】提高智能变电站继电保护二次回路的可靠性对于保证我国电力系统的稳定运行具有重要作用，基于此本文对智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断进行了探讨。
【关键词】二次回路；在线监测；故障诊断；继电保护
随着电力的快速发展，使得集控站的数量和规模不断扩大，同时对保护装置电流端子和电流回路的监测也逐步实现了自动化在线实时监测。电流互感器转变出的二次电流是电力系统继电保护中最重要的电气量之一。正常情况下二次电流从一次互感器二次接线盒到保护装置之间要经过端子箱电流接线端子、保护装置电流端子，而后进入到装置内部的交流电流互感器或电流变换器中。由于种种原因，诸如长时间运行电流端子排螺丝松动、锈蚀或端子排中间连接片质量不够好等等，在负荷较重、二次电流较大的情况下,容易发生端子排过热现象。此时若没有及时发现采取相应措施的话，就会引起端子排过热变形，继而烧断，引起电流回路老化、断线开路甚至是火灾的发生，导致保护装置误动或拒动，影响电网的安全稳定运行。另外,若计量电流回路老化、断线还会引起表计不准确，影响电能计费。作为继电保护最为重要的电气量-电流,必须进行回路完整性的检验，防止因二次电流端子连接不好、端子螺丝不紧固等原因引起发热，甚至烧毁端子排，继而影响设备的安全可靠供电。
1、二次回路在线监测结构分析
智能变电站中，为了实现二次回路的在线监测与故障分析，最重要的一点就是要获取信息，并对其进行综合分析。二次回路在线监测系统主要包括主站系统以及站端装置等两部分。在该系统中，主站系统通常设置在省调调度端，而站端的数据采集源通常直接应用网络报文记录分析装置，因为这样更加方便，不需要在智能变电站结构上再次增加设备，如果是新建的变电站，那么为了其功能性，站端数据采集源可以直接采用在线监测与诊断装置。在该系统的运行过程中，站端装置的主要作用是进行信息的采集、整理以及过滤等，当通信网络发生故障之后，站端装置会迅速反应，进行诊断以及异常信息的收集工作，之后会将这些信息以文件的形式上传给主站系统，主站系统在接收到来自站端装置发送来的异常信息之后，会对其进行综合诊断，并直接将诊断结果在界面上进行显示。
2、在线监测信息分析系统
2.1运行状态信息
通过对装置运行状态信息进行长期的监控和统计，能够获得大量的基础信息，从而能够为之后的检修工作提供信息支持和依据。装置的运行状态信息主要包括软硬件自检信息、采样值和开关量信息等几部分，其中软硬件自检信息包括通道光强、装置的运行温度以及电源电压等信息，而采样值和开关量信息主要包含了各支路电流、差动电流等信息。
2.2告警信息
告警信息包括了装置异常告警、采样值、开关量异常告警等几部分，这些告警信息包含各自都包含几种类型，如装置异常告警主要包括失电告警和闭锁等，如果二次回路在运行过程中出现了此类告警，那么需要迅速的对故障情况进行评估，并且对其进行定位，从而给予维护人员针对性的指导，更加准确、快捷的对变电站进行维护。
2.3保护动作信息
其主要包含保护动作信号以及动作出口信号。
3、信息采集方案
在系统中，在线监测信息的采集是由网络报文记录分析装置来完成的，这会导致过程层中网络报文的数量十分巨大，而且会存在严重的冗余以及大量的不重要信息，在这样的情况下，调度数据的压力会非常大，为了解决这一问题，站端在采集完数据之后，需要及时关联、过滤和筛选相关数据，从而提高在线监测和故障诊断的效率。同时，为了进一步的提高数据处理效率，可以将在线监测信息分成稳态、暂态和状态三种类型的文件，系统运行时，网络报文记录分析装置会以固定的时间间隔进行状态文件和稳态文件的传输，对于暂态文件，当站控层中出现以下几种情况时要主动上传，如重要告警数据、变化量超过5%等。通过对采集到的数据进行统计和分析，查找其中存在的长期变化规律，能够给二次设备的运行状态进行科学的评估，对其存在的问题进行有效的诊断。
4、二次电流回路温度在线监测系统设计
系统包括四部分，分别为间隔层分布监测单元、网络层数据传输部分、过程层数据转换输入部分、站控层查询报警应用部分。在间隔层,主要是在电流互感器二次接线盒电流接线螺栓处、端子箱电流端子排上、保护装置（包括计量装置）电流端子排上加装温度传感器（采用感温片），对电流回路各个接点进行分布温度测量,得到最直接的回路温度一次数据。在网络层，主要是温度传感器及中间连线的分布与汇总。由于电流互感器及端子箱分布在设备区,而继电保护装置则分布在主控制室或继电器室内，因此，室外与室内可以分开集成，在室内进行汇总。在过程层,主要是传感器传输来的数据进行模数转换，得到回路温度的二次值，进而输入到监控系统中。在站控层，主要是系统对各个监测点进行温度监视，可供用户查看实时温度数据，对于温度超出设定值的检测点进行报警,提示运行值班人员及时巡视，并通知有关人员进行处理。在间隔层分布监测单元和网络层数据传输部分之间由光纤进行数据传输。每个设备区的端子箱设置温度传感器,得到的数据由相应的各个数据收集装置进行收集，然后通过光纤传送给主控室的数据采集服务器，主控室的数据采集服务器再传送给前置机，前置机再将数据传送给通讯远动装置和综自后台监控机。间隔层分布监测单元包括温度传感器和数据收集装置，网络层数据传输部分包括光纤，过程层数据转换输入部分包括数据采集服务器，站控层查询报警应用部分包括通讯远动装置和综自后台监控机。这样,传感器得到的温度数据被很快收集、传递、处理，然后就可以快速对故障定位，由工作人员进行进一步的处理。
5、结语
此种方案为在线实时监测，可以实施不间断测量，省去了运行值班人员利用红外设备对回路进行一一测量的麻烦，降低劳动强度。并且，随着电力的不断发展，变电站规模及数目都在不断快速增大，以一变电站为依托，对周围供电区内的低电压站所进行集控的模式也在逐步实施，此系统的开发实施将为企业运营节省大笔的开支。
参考文献
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