淺析智能變電站的繼電保護(hù)二次回路故障診斷問題

王明佳

（國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇 南京 211100）

0 引言

在現(xiàn)代信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、自動化技術(shù)廣泛應(yīng)用下，變電站的智能化水平不斷提升，借助智能化技術(shù)的應(yīng)用和智能化監(jiān)測系統(tǒng)的優(yōu)勢功能，變電站通信狀態(tài)監(jiān)測水平得到大幅度提升，對網(wǎng)絡(luò)報文記錄和分析的裝置也做出了改進(jìn)，這樣也有效的實(shí)現(xiàn)報文存儲和分析等一系列功能的智能化，從而有效的對網(wǎng)絡(luò)流量做出實(shí)時監(jiān)控。

截止到2018年，大部分智能變電站對二次回路監(jiān)測都是運(yùn)用相應(yīng)通信報文智能化系統(tǒng)來作為輔助進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，但由于數(shù)據(jù)量的日益龐大，需要針對大量的信息數(shù)據(jù)做出記錄，整體工作量較大且較為繁瑣，常會出現(xiàn)一些故障，導(dǎo)致一些重要的信息數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟失的情況，對智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障診斷的準(zhǔn)確性造成了一定的影響，尤其是無法采取有效措施對網(wǎng)絡(luò)信息中的故障特征進(jìn)行定量和定性分析，導(dǎo)致繼電保護(hù)二次回路未能形成較為完整的預(yù)警。最終導(dǎo)致運(yùn)行維護(hù)人員無法對智能變電站繼電保護(hù)二次回路的實(shí)際狀態(tài)進(jìn)行有效的實(shí)時監(jiān)測和故障分析，從整體故障的排除速度和運(yùn)行穩(wěn)定性都造成了一定的影響，特別對于智能變電站繼電保護(hù)，二次回路故障診斷相關(guān)問題，無法做到細(xì)致的分析和準(zhǔn)確的判斷[1]。

1 關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障診斷系統(tǒng)

在智能變電站中，要提高繼電保護(hù)二次回路故障診斷的準(zhǔn)確性，不僅需要獲取相關(guān)的信息和數(shù)據(jù)，還需要進(jìn)行細(xì)致的綜合分析。目前，智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障診斷系統(tǒng)主要由主站系統(tǒng)、站端設(shè)備及相關(guān)輔助設(shè)備組成。站端主要采用網(wǎng)絡(luò)信息記錄設(shè)備作為數(shù)據(jù)采集端。確保沒有更多的設(shè)備添加到整個機(jī)架中?？捎行Ы档湍芎暮屯顿Y成本，操作更方便。此外，信息數(shù)據(jù)的采集、整理和分析主要通過車站設(shè)備完成。如果相應(yīng)的通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障，系統(tǒng)及相關(guān)設(shè)備和設(shè)備將迅速采集和診斷故障和異常信息。同時，將采集到的信息和數(shù)據(jù)以文件的形式傳輸?shù)街髡鞠到y(tǒng)，主站系統(tǒng)對異常數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行綜合分析、處理和診斷[2]。

2 智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障診斷問題

就系統(tǒng)的整體性而言，智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障系統(tǒng)當(dāng)中運(yùn)行的信息數(shù)據(jù)可以進(jìn)行實(shí)時的獲取，并進(jìn)行相關(guān)信息數(shù)據(jù)的正確分析，其準(zhǔn)確程度是進(jìn)行系統(tǒng)故障，實(shí)際狀態(tài)檢測的主要方式。就繼電保護(hù)二次回路故障檢測系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)來說，其主要包括兩個核心，即上文所提到的主站裝置系統(tǒng)和站端裝置。

主站裝置系統(tǒng)是作為故障檢測系統(tǒng)的核心部分，主要擔(dān)負(fù)的功能作用是執(zhí)行工作指令的決策和信息規(guī)劃，而其中能夠起到重要價值作用的檢測部分是網(wǎng)絡(luò)報文裝置。

而站端裝置主要具有的功能則是針對智能變電站電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息做出收集和整理，并進(jìn)行基礎(chǔ)信息的過濾，同時也能夠及時進(jìn)行相關(guān)通信故障信息的處理，并將系統(tǒng)信息數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)報文系統(tǒng)作出詳細(xì)記錄，通過故障數(shù)據(jù)信息的診斷處理直接進(jìn)行故障顯示。然而隨著當(dāng)前電力能源需求的不斷增長和用電壓力的增加，主站中網(wǎng)絡(luò)報文系統(tǒng)會收到海量的信息數(shù)據(jù)，信息處理壓力較大，主站裝置中，網(wǎng)絡(luò)部位系統(tǒng)會受到巨大信息數(shù)據(jù)處理壓力影響而導(dǎo)致發(fā)生不同的故障問題，這就容易影響故障檢測系統(tǒng)，為電網(wǎng)系統(tǒng)精準(zhǔn)故障監(jiān)測服務(wù)造成嚴(yán)重的影響[3]。

針對網(wǎng)絡(luò)報文系統(tǒng)所面臨的問題，智能變電站通常會采用針對檢測系統(tǒng)中采集信息數(shù)據(jù)狀態(tài)做出階段性劃分的方式來予以緩解，并合理地進(jìn)行數(shù)據(jù)信息采集上傳時間間隔的控制來進(jìn)行信息數(shù)據(jù)穩(wěn)定搜集，如果系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)站控層發(fā)生數(shù)據(jù)數(shù)量預(yù)警和相應(yīng)變化，系統(tǒng)可以及時停止進(jìn)行數(shù)據(jù)信息的上傳，并且可以在進(jìn)行數(shù)據(jù)信息上傳時，確保數(shù)據(jù)與二次回路運(yùn)行狀態(tài)的一致性。

智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障檢測系統(tǒng)，在長時間的運(yùn)行過程當(dāng)中，其能夠?qū)崿F(xiàn)對站端傳輸實(shí)際狀態(tài)的實(shí)時分析，并且可以發(fā)現(xiàn)其中信息數(shù)據(jù)傳遞過程中所存在的規(guī)律，這種規(guī)律能夠成為技術(shù)人員進(jìn)行系統(tǒng)檢測與維護(hù)的依據(jù)，為運(yùn)維技術(shù)人員掌握系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)提供有力的支持，而且控制其運(yùn)行質(zhì)量能夠確保二次回路故障檢測系統(tǒng)正常為繼電保護(hù)系統(tǒng)提供故障檢測服務(wù)。

3 智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障診斷分析

在智能變電站二次回路故障檢測運(yùn)行過程當(dāng)中，可以發(fā)現(xiàn)大部分故障問題多為發(fā)生在SV/GOOSE鏈路設(shè)備狀態(tài)運(yùn)行、保護(hù)動作、警報系統(tǒng)、交流回路等多個部分，需要針對這些部分在不同狀態(tài)和環(huán)境下運(yùn)行數(shù)據(jù)信息的記錄和分析，以此來保證在未來故障問題中及時掌握導(dǎo)致發(fā)生故障的原因，并采取針對性的有效解決措施，確保智能變電站運(yùn)行安全。

3.1 狀態(tài)檢測

對智能變電站二次回路設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測的主要目標(biāo)在于其設(shè)備內(nèi)部的軟件硬件系統(tǒng)采樣值和開關(guān)量信息數(shù)據(jù)。此外，還涉及到二次回路設(shè)備在檢測運(yùn)行過程中所達(dá)到的溫度、電力能源供電期間溫度。對于采樣檢測，主要包括設(shè)備支路差動電流，其能夠?qū)崿F(xiàn)對運(yùn)行設(shè)備狀態(tài)的實(shí)時監(jiān)控，并根據(jù)其不同環(huán)境和運(yùn)行狀態(tài)下所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行詳細(xì)記錄，以此來確保在發(fā)生故障時及時進(jìn)行故障原因的排查，并采取針對性的有效措施予以快速解決，恢復(fù)運(yùn)行[4]。

3.2 SV/GOOSE鏈路故障診斷

如果接收端設(shè)備通過長時間運(yùn)行后，并沒有接收到相關(guān)數(shù)據(jù)信息。如果異常區(qū)域位于繼電保護(hù)裝置的SV鏈路上，繼電保護(hù)裝置將無法繼續(xù)正常接收數(shù)據(jù)信息，相應(yīng)的鏈路斷開報警信息將通過站控層的MMS發(fā)送。這些告警信息可以被網(wǎng)絡(luò)消息分析設(shè)備檢測到，得到網(wǎng)絡(luò)跳環(huán)，發(fā)送方和接收方之間的鏈路比較分析就可以完成。

直接挖掘電路與網(wǎng)絡(luò)挖掘SV端口存在一定差異，無法通過包容和比較進(jìn)行相關(guān)檢測。因此，故障點(diǎn)的定位是模糊的，需要給出每個故障點(diǎn)的發(fā)生概率。在大多數(shù)情況下，直接跳變電路無法搜索和獲取其相關(guān)的比較信息，往往需要通過繼電保護(hù)裝置發(fā)出的告警來對故障進(jìn)行整定。

3.3 保護(hù)動作故障檢測

在智能變電站繼電保護(hù)二次回路故障系統(tǒng)檢測過程當(dāng)中，能夠有效提供保護(hù)動作的裝置可以劃分為單重化的配置保護(hù)和雙重化的配置保護(hù)，而其中單重化的配置保護(hù)主要是利用網(wǎng)絡(luò)報文系統(tǒng)對裝置本身模擬量數(shù)據(jù)做出分析和處理，并針對處理之后的信息數(shù)據(jù)做出對比，其對比量為測控裝置多提供的信號數(shù)據(jù)，通過對數(shù)據(jù)的對比分析，進(jìn)行開關(guān)量回路運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時檢測。

而雙重化的配置保護(hù)則能夠有效針對繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行中執(zhí)行指令動作進(jìn)行效率、執(zhí)行時間上的分析，對AB套保護(hù)系統(tǒng)的動作做出狀態(tài)檢測，分析其構(gòu)件與出口時間，并將出口時間與開關(guān)量時間做出對比分析，從而獲取保護(hù)動作是否具備正確執(zhí)行狀態(tài)的確定[5]。

3.4 交流回路狀態(tài)診斷分析

對于二次回路交流量做出必要的在線監(jiān)測能夠利用交流量來做出診斷，其主要是借助繼電保護(hù)裝置和報文記錄分析裝置來共同進(jìn)行交流量的搜集和數(shù)據(jù)獲取，在大部分情況下，智能變電站是使用雙AD保護(hù)裝置來進(jìn)行相應(yīng)采樣，同時配備了雙重化保護(hù)繼電保護(hù)裝置，將會上送雙AD及雙套保護(hù)采樣值，通過對兩個采樣值做出對比分析之后來進(jìn)行交流回路狀態(tài)診斷。

兩者之間相對的誤差需要確保在閥值的范圍內(nèi)，就可以判斷兩臺保護(hù)的交流二次回路是屬于正常運(yùn)作狀態(tài)，如果通過對比分析發(fā)現(xiàn)兩者之間的誤差高于閥值范圍的話，則需要進(jìn)行分析后確定兩套繼電保護(hù)交流回路中至少有其中一套出現(xiàn)了異常故障，同時呈現(xiàn)出所對應(yīng)的故障回路。

針對SV二次回路采樣是否能夠正常進(jìn)行判斷，則需要通過對SV與MMS上送采樣值做出對比分析，如兩者之間最大誤差達(dá)到閥值，則認(rèn)定該回路處于正常運(yùn)作狀態(tài)，如超出閥值允許范圍，則該回路發(fā)生故障異常[6]。

4 結(jié)語

結(jié)合上述文章內(nèi)容所述，智能變電站目前已經(jīng)成為了人們?nèi)粘Ｉ町?dāng)中電力能源輸送的主要機(jī)構(gòu)，所以，要想能夠正常維持智能變電站運(yùn)行穩(wěn)定且提高其運(yùn)行的安全性，就需要重視對繼電保護(hù)系統(tǒng)中二次回路故障的準(zhǔn)確診斷，尤其要仔細(xì)分析其中所存在的問題，將繼電保護(hù)二次回路故障診斷作為智能變電站長期發(fā)展和創(chuàng)新的核心，利用繼電保護(hù)二次回路故障監(jiān)測系統(tǒng)信息收集、處理能力，全面進(jìn)行電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時檢測，并針對其中重點(diǎn)部分和主要環(huán)節(jié)進(jìn)行仔細(xì)分析，全面實(shí)時進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的檢測和故障的診斷以及及時預(yù)警，提高變電站運(yùn)行的效率，確保能夠?yàn)橛脩籼峁└影踩挠秒婓w驗(yàn)。