智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断深入探究

发表时间:2020/12/29   来源:《基层建设》2020年第25期   作者:黎纪胜1 李运亨2 吴定靖3
[导读] 摘要:随着电力设备自动化技术水平的提高,大量自动化设备的使用促进了智能变电站的发展,促进了电网控制的智能化。
        1 广西建宁输变电工程有限公司  广西南宁  530000;2 广西迎创电力建设有限公司  广西南宁  530000;3广西邕之源建设工程有限公司  广西南宁  530000
        摘要:随着电力设备自动化技术水平的提高,大量自动化设备的使用促进了智能变电站的发展,促进了电网控制的智能化。继电保护系统是构成电力系统的重要内容,它的二次回路在运行中容易受环境与人的因素影响,从而增加整个系统的故障率。本文对智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法进行了深入研究。
        关键词:智能变电站;继电保护;二次回路;故障诊断
        电网建设是我国经济发展的重要支撑,随着自动化电力设备的增加,对于智能变电站的保护成为电力工作研究的重点。在进行继电保护时,传统上采用二次接线、继电保护装置进行相互之间的协同工作,并派遣电力人员进行运行维护。这种传统的继电保护技术在智能变电站的适应性不足,二次回路采用二次设备的连接形成的回路,可以加强对智能变电站的保护,提高继电保护在智能变电站中的适应性,为智能变电站提供更广泛的应用范围。
        一、智能变电站继电保护系统潜在问题的诊断
        (一)隐蔽故障问题的检测与诊断
        静止状态的隐蔽问题检测。通过对电力网络系统分析可知,与继电保护系统相关的数据均有参考价值,这些数据是检测与诊断继电保护装置,系统了解是否存在安全威胁的重要支撑。比如对变压器或其它电力线路系统信息采集,能诊断电力设备是否存在隐藏问题。在检测与诊断中,尽量选择同步与实时的数据信息,进一步提高数据的精确性。电力系统测量回路的潜在问题。智能变电站继电保护系统需从多个方面实现回路测量,其中包括多线路模拟开关与变送器等。在测量过程中,任何部件出现问题都容易引起继电保护系统电力运行数据的差异,从而产生检测错误。
        (二)继电保护测量数据的检测与诊断
        运动状态的故障检测和诊断技术。智能变电站继电保护装置形成了彼此互补的相邻线路部件。可以通过不同的继电保护系统得到的差异化的数据测量信息,实现相关的逻辑推理,准确评估每个装置,从而检测潜在问题,提出有效的解决措施。继电保护装置运作时测量值发生改变。电力各个线路保护系统若出现相同的数据信息故障,必定产生较强的关联性。另外,电力系统的不同继电保装置也会彼此影响,如此便有利于及时发现继电保护系统隐藏的问题。计算测量部分问题。计算与测量部分是对继电保护系统数据综合处置,这部分信息紧密联系着继电保护装置的所有部件,故提高测量与计算这部分部件的可靠性可以避免该环节出现问题,从而保障继电保护系统安全运行。
        (三)不同场站或同一场站不同装置测量的继电保护系统数值关系
        电力网络系统正常运行时,如系统发生问题将威胁智能变电站继电保护系统的运行。继电保护系统只对全部电力设备的电流、电压等测量与计算,无法对电气量计算。电力网络系统正常工作时,难以直接发现隐藏的问题,但若电力网络变异,则极有可能产生潜在问题,威胁继电保护系统的稳定性。所以,运维人员可综合利用继电保护数据的关联性,对系统实现检测与诊断。
        二、继电保护二次回路简介
        智能变电站中的继电保护二次回路进行二次设备的连接及一次设备的监测保护等工作,主要包括四个部分,一是二次电流、电压回路部分,由电流、电压互感器及相应的保护设备组成;二是电源部分,包含控制电源和保护电源;三是信号回路部分,包括继电保护设备、高压设备的测控装置及信号传输装置;四是控制回路部分,即实现对二次回路的控制,包括断路器控制柜、端子柜及保护设备等。

采用二次回路对智能变电站进行保护,可以利用电流互感器进行电流的转化,为变电站的其他设备供电,降低变电站的运行成本;采用二次回路的变电站在运行中出现阻抗不良等问题时,可以产生二次开路,避免其他设备受到冲击,保护变电站中的设备避免出现故障,实现变电站的智能化稳定运行。
        三、继电保护二次回路在线监测与故障诊断原理
        (一)SV/GOOSE链路诊断原理
        在规定的时间内,有效的GOOSE、SV信息未及时传递至接收端设备,则发生预警。比如,继电保护装置SV链路异常,直接干扰继电保护装置获得系统数据,此时通过站控层MMS对链路断线告警报文实施传送,与此同时网络报文记录分析装置同步获得这部分报文信息。在网采、网跳回路之间存在一致的系统观测源,监测对比发送方与若干个接受方之间的链路状态,按各装置传输的链路报警报文对链路异常准确分析。直采回路与网采的SV端口存在显著差异,无法对比监测链路,这是难以确定故障发生位置的原因,只有借助其它二次设备的网采回路,统计各类故障点,通过继电保护装置的告警对不能获得对比信息的直跳回路故障实现定位。
        (二)交流回路状态诊断
        由网络报文记录分析装置与继电保护装置收集交流量,对二次回路的交流量实时监测。智能站为达到双重化保护的目标,一般采取双AD采样的方法,对比由MMS传输的双AD采样值和两套保护的采样值,当它们之间形成相对较大的误差,则说明继电保护完成了统一采样告警,则明确至少有一套继电保护的交流回路发生异常,这为继电保护装置提供相应的异常二次回路。
        系统对比网络报文记录分析装置SV和继电保护装置MMS传递的采样值,当二者形成比较合理的误差,则不会发生SV断链告警,初步明确SV二次采样回路正常运行;当继电保护装置对应的采样回路正常,但网分装置与保护装置获得的采样值超过了正常水平,代表网络报文记录分析装置的交流采样回路非正常,根据网络报文记录分析该装置获得对应的二次非正常回路。
        (三)保护动作诊断原理
        (1)双重化配置保护装置。严格检查AB套保护装置操作,进一步获得正确的继电保护装置动作,突出其时间性。按GOOSE的开关量时间准确计算时间差,对比动作元件在保护过程中的特点,系统了解保护动作是否正确。
        (2)单重化配置保护装置。模拟单重化配置的保护装置与网络报文记录分析装置,综合进行对比,从而对交流回路科学监测,系统比较由以上装置获得的信号,全方位掌握开关量回路的运行状态。同时,对变化的模拟量以及单重化保护操作逻辑有效融合,判断保护动作是否正确。二次回路故障诊断中迅速定位二次回路故障是主要内容。当前的智能变电站二次回路中,存在很多的光纤通道与光交换设备,故障诊断系统对通道异常情况快速定位,明确是否在保护装置、交换设备、某段光纤等出现了故障,如此节省了查找二次系统故障的时间,从而稳定供电。基于全站网络报文、二次设备状态监测信息、交换设备的网络数据,综合全站的网络构架、SCD配置、物理端口等,准确定位通道发生故障的部位。
        综合分析,在智能变电站实际运行中,十分有必要大力发展全方位分析继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术。现阶段,电力行业正在不断加强智能化建设,但有很多企业未形成现代化技术的应用理念,这直接影响了在线监测与故障诊断技术的应用效果,降低了电网运行维护的效率。基于这种情况,全面分析智能变电站继电保护在线监测与故障诊断技术,可提高系统运行水平。
        参考文献:
        [1]程登云.继电保护二次回路在智能变电站中的设计实现[J].自动化应用,2020(08)
        [2]钟权.浅析变电站继电保护二次回路隐患排查技术[J].科学技术创新,2020(19)
        [3]柯跃勇.变电站继电保护二次回路隐患排查方法研究[J].新型工业化,2020,10(03)
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