變電站繼電保護二次回路的在線監(jiān)測及故障分析

王一淳

摘 要：隨著智能變電站逐步轉(zhuǎn)入運維，在運維檢修中存在二次回路及運維信息展示不直觀，這在一定程度上增加了繼電保護中排查二次回路隱患的工作難度，繼電保護效果難以得到有效發(fā)揮，需要采取積極的方法減少隱患、故障的產(chǎn)生，將保護裝置作用全面發(fā)揮出來，在此基礎(chǔ)上結(jié)合當前智能電站二次設(shè)備的功能特征，優(yōu)化現(xiàn)有系統(tǒng)的網(wǎng)分裝置功能。對現(xiàn)有二次回路監(jiān)測及診斷系統(tǒng)升級改造。

關(guān)鍵詞：變電站;繼電保護;二次回路;在線監(jiān)測;故障分析

引言

二次回路監(jiān)測裝置的引入有助于及時有效的檢測保護裝置和二次回路運行過程中發(fā)生的故障?，F(xiàn)有的診斷系統(tǒng)在使用過程中，由于受到現(xiàn)場環(huán)境的影響及本身系統(tǒng)的局限性，不能及時有效識別二次回路故障和繼電保護異常，出現(xiàn)嚴重異常情況的時候系統(tǒng)才會發(fā)出警報，可能導(dǎo)致繼電保護設(shè)備裝置故障時拒動，甚至引起電廠內(nèi)工作人員傷亡，對變電站運行的安全性及可靠性有嚴重影響。

1二次設(shè)備業(yè)務(wù)回路高可視化狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)

狀態(tài)在線監(jiān)測系統(tǒng)利用廣泛分布的采集單元捕捉過程層間隔的海量數(shù)據(jù)，利用海量實時數(shù)據(jù)處理技術(shù)為評價設(shè)備的狀態(tài)提供重要依據(jù)并且為建立設(shè)備的歷史運行情況積累資料和數(shù)據(jù)。根據(jù)離線數(shù)據(jù)庫所儲存的相關(guān)設(shè)備測試數(shù)據(jù)，利用分布式程序失效模型可以得到業(yè)務(wù)回路預(yù)計失效到達時間。當設(shè)備處于異常狀態(tài)是能夠及時發(fā)出告警信號。同時，不可否認的是智能變電站的二次設(shè)備的自檢功能不能完全監(jiān)測所有類型的故障，因此針對一些特有的設(shè)備故障類型布置相應(yīng)的狀態(tài)監(jiān)測點也是十分必要的。

2智能變電站二次系統(tǒng)狀態(tài)在線監(jiān)測方式

聯(lián)接采集單元及分析處理單元的交換機使用百兆光口匯集輸入量，即收集監(jiān)測到的各設(shè)備的機械狀態(tài)信息。例如：數(shù)字電流電壓互感器、斷路器操縱機構(gòu)、刀閘輔助接點、帶電監(jiān)視模塊、合并單元、智能終端、繼電保護裝置及安全穩(wěn)定自動化裝置等。這些信息經(jīng)由網(wǎng)絡(luò)交換機配置的千兆鏡像光口與分析處理單元相連。在存在報文大量交換行為的過程層網(wǎng)絡(luò)間部署有一定數(shù)量的采集單元，負責(zé)捕獲過程層網(wǎng)絡(luò)的有效信息資源。基于所捕獲到的SCD配置文件的類型、格式及收發(fā)對象，通過對報文進行實時分析，并根據(jù)配置信息解讀出二次設(shè)備間物理與邏輯的連接關(guān)系。這種連結(jié)關(guān)系最終被傳輸至客戶端顯示出來。即利用先進的海量實時數(shù)據(jù)處理及高可視化技術(shù)，及對智能站相關(guān)的業(yè)務(wù)回路的準確還原、構(gòu)建，將報文分析結(jié)果和智能站業(yè)務(wù)有機的結(jié)合起來，完成智能站業(yè)務(wù)回路狀態(tài)監(jiān)測功能，實現(xiàn)對變電站控制、保護事故的快速分析。

3二次回路故障

3.1二次回路斷線

發(fā)生二次斷線的情況后，繼電保護系統(tǒng)將無法接受正常的數(shù)據(jù)信息，進而無法觸發(fā)保護機制，達不到工作目的。

3.2二次回路多點接地

電路系統(tǒng)中有一部分叫做中性線，當二次回路多點接地時，這條線上的電壓會發(fā)生一定程度的偏移，進而造成相電壓的變化，通常情況下，這種變化是比較隱蔽的，因此在判斷時要參考系統(tǒng)的具體故障情況。

4二次回路存在的隱患

4.1計算誤差

電力系統(tǒng)中線路結(jié)構(gòu)極其復(fù)雜，施工難度大，因此其數(shù)量和長度往往會與理論數(shù)據(jù)之間存在一定誤差，而設(shè)備中寫入的數(shù)據(jù)信息是理論值，這就會導(dǎo)致計算上出現(xiàn)誤差，進而影響正常工作和判斷。

4.2部件老化、缺損

部件老化是電力系統(tǒng)中最為常見的問題，由于系統(tǒng)中部件數(shù)目過多，其檢修和排查是一項非常繁瑣的工作，常常得不到及時有效的處理，進而為繼電保護二次回路埋下隱患。

4.3接線安裝錯誤

二次接線操作難度較大，需要接線操作人員具有專業(yè)的水平，進行規(guī)范操作。一處疏忽或是敷衍，就可能引發(fā)較大的故障。此外，隨著時間推移，按鈕、指示燈、表計、壓板等元器件的接線樁頭、端子排等線纜連接處還常常出現(xiàn)因線頭線叉壓接松動、多根粗細不同的線芯接入同一個端子排端口內(nèi)等原因造成接觸不良的問題，也會妨礙二次回路的工作機制。因此，操作人員在接線時一定要嚴謹認真，還要派工作人員定期檢查各端口的接線情況，一旦發(fā)現(xiàn)接觸不良或端口損壞，應(yīng)及時修理更換。

4.4電力系統(tǒng)檢修不當造成的二次回路故障

例如，在對電流互感二次回路接線端檢查的過程中，由于相關(guān)防護工作沒有做到位或者用力過猛，就容易造成接線端子破損斷裂現(xiàn)象的發(fā)生。很多人們對故障排出的過程中，往往只是將表面故障進行了排除，設(shè)備深層次的故障沒有得到有效的排除。二、在技改和基建項目中遺留下來的故障和隱患。如果對二次接線設(shè)計沒有按照相關(guān)規(guī)范來進行，就有可能會造成故障的發(fā)生，和操作人員的水平有著直接的關(guān)系。

5二次回路隱患的排查方法

5.1加強隱患排查防護認知

基于變電站繼電保護二次回路表現(xiàn)出來的常見隱患。首先，明確重點排查對象，在線路定期的隱患排查中應(yīng)明確排查的對象。將線路中易造成磨損故障的電器元件作為主要排查對象，在隱患排查過程中應(yīng)關(guān)注周邊的環(huán)境狀況，外在環(huán)境也是造成繼電保護二次回路隱患的主要因素，應(yīng)針對其中一些不良因素制定合適的防護方案，為二次回路營造良好的運行環(huán)境。例如：在隱患排查的過程中，發(fā)現(xiàn)繼電保護系統(tǒng)周邊存在較強的振動，應(yīng)針對線路做好防振處理，發(fā)現(xiàn)保護屏柜周邊濕度較大，應(yīng)做好濕度監(jiān)控和通風(fēng)處理，從而降低出現(xiàn)隱患的概率。

5.2應(yīng)用容錯技術(shù)

容錯技術(shù)是應(yīng)用較為廣泛、效果較為突出的一種技術(shù)，其在降低二次回路隱患中主要表現(xiàn)出2個方面的優(yōu)勢。一是可有效提升繼電保護系統(tǒng)運行的準確性，降低運行判斷錯誤的出現(xiàn)率，如在針對相電壓升高或者相電壓降低引起的動作誤判上有著較好的效果，從而讓電力系統(tǒng)運行更加安全可靠。二是由于在系統(tǒng)中存在多個CPU同時運行工作，即使其中某個CPU出現(xiàn)故障，其他CPU仍舊能夠正常運行，保證繼電保護裝置能夠充分發(fā)揮保護功能，準確判斷故障信息并對其做出保護反應(yīng)。

結(jié)語：

而當這些狀態(tài)出現(xiàn)后，如果未得到及時有效的保護，將可能導(dǎo)致重要設(shè)備損壞、輸供電線路受損等。因此在日常的檢修維護工作中，應(yīng)對繼電保護系統(tǒng)中的二次回路隱患展開重點排查，應(yīng)用更加先進的二次回路保護技術(shù)，形成對繼電保護二次回路的更好保護，使其能夠在面對故障狀態(tài)時做出準確的保護動作，

參考文獻：

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