黃楠

【摘 要】為了提高智能變電站繼電保護(hù)裝置相關(guān)二次回路的可靠性，提出一種基于多參信息量的繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)及故障診斷方法。通過(guò)對(duì)SV、GOOSE、MMS 報(bào)文的監(jiān)測(cè)及分析，研究了過(guò)程層和站控層鏈路異常信息的特征，并提出了SV、GOOSE網(wǎng)絡(luò)的斷鏈、數(shù)據(jù)異常和同步性分析與預(yù)警策略。對(duì)于繼電保護(hù)裝置，提出二次回路在線狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法、采樣值異常、開(kāi)關(guān)量監(jiān)視及異常預(yù)警策略。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置或保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)及診斷裝置，將保護(hù)設(shè)備及二次回路各環(huán)節(jié)發(fā)生故障時(shí)的典型告警信息收集、分析、上傳，構(gòu)建一套繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)。

【關(guān)鍵詞】二次回路；在線監(jiān)測(cè)；故障診斷；繼電保護(hù)

在智能變電站中，傳統(tǒng)的二次回路逐漸被通信網(wǎng)絡(luò)所替代，傳統(tǒng)的物理電氣信號(hào)也不再進(jìn)行使用，更多的選擇數(shù)字信號(hào)，將所有二次設(shè)備基于網(wǎng)絡(luò)連接在一起，實(shí)現(xiàn)在線監(jiān)測(cè)[1]。但是目前在線監(jiān)測(cè)需要技術(shù)人員從網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄設(shè)備中提取的內(nèi)容數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)的異常分析，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄的數(shù)據(jù)量非常大，嚴(yán)重影響了對(duì)異常分析的質(zhì)量，工作人員很難根據(jù)記錄的信息定性、定量分析故障特征，將很多重要信息遺漏，進(jìn)而無(wú)法制定出完整的二次回路的預(yù)警和保護(hù)方案，不利于整個(gè)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。

一、智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

隨著通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)據(jù)信息等大部分資源實(shí)現(xiàn)了共享，變電站利用這些新技術(shù)以及新信息，逐漸向智能化發(fā)展。智能變電站中的繼電保護(hù)占用重要地位，具有非常重要的作用。為了確保傳統(tǒng)的變電站繼電保護(hù)設(shè)備能夠正常運(yùn)行使用，就需要工作人員定期進(jìn)行檢測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)設(shè)備的指標(biāo)出現(xiàn)問(wèn)題，就必須停止使用，找維修人員來(lái)全面檢查并按規(guī)定的數(shù)據(jù)要求進(jìn)行調(diào)試，只有測(cè)試通過(guò)以后，才可以繼續(xù)使用。智能變電器利用先進(jìn)的信息化測(cè)控技術(shù)，和傳統(tǒng)工作形式比較，在繼電保護(hù)方面有了很大的改進(jìn)，不僅提高了工作效率和質(zhì)量，促進(jìn)繼電設(shè)備使用過(guò)程中更加穩(wěn)定，還大大減少了維修時(shí)間，節(jié)約了大量的人力成本[2]。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

第一，智能變電站利用許多不同的線路來(lái)完成繼電保護(hù)，而且在運(yùn)行使用過(guò)程中，各個(gè)繼電設(shè)備之間配合的非常好。此外，在對(duì)各個(gè)線路和設(shè)備進(jìn)行調(diào)試時(shí)，采用的方式更為先進(jìn)。

第二，在運(yùn)行過(guò)程中，如果電網(wǎng)出現(xiàn)了問(wèn)題，智能變電站的繼電保護(hù)可以利用智能化控制來(lái)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)功能，如果通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)的辦法還解決不了問(wèn)題，再讓相關(guān)工作人員來(lái)進(jìn)行人工調(diào)試。這樣很大程度上節(jié)約了人力成本。

第三，在對(duì)智能變電站的繼電設(shè)備診斷方面，和傳統(tǒng)方式相比較，智能變電站可以進(jìn)行二次自動(dòng)化診斷，在設(shè)備的使用過(guò)程中，即使出現(xiàn)一些很小的問(wèn)題，系統(tǒng)通常能夠及時(shí)自動(dòng)修正，即便不能修正好，也可以找到問(wèn)題的關(guān)鍵所在，為相關(guān)工作人員順利完成檢修提供了很大的幫助。智能變電站的這個(gè)優(yōu)勢(shì)，能夠有效減少相關(guān)人員的巡檢工作量，節(jié)約了人力成本。

二、在線監(jiān)測(cè)信息分析

實(shí)線包圍的部分為在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要組成部分。在線監(jiān)測(cè)方面的信息按種類進(jìn)行劃分，大致可以分成三類，即設(shè)備運(yùn)行情況相關(guān)信息和告警情況相關(guān)信息以及保護(hù)動(dòng)作相關(guān)信息。

設(shè)備運(yùn)行情況相關(guān)信息通常涉及電源溫度、電壓溫度以及設(shè)備運(yùn)行溫度等關(guān)于硬件軟件方面的自動(dòng)檢測(cè)信息。通過(guò)監(jiān)測(cè)設(shè)備運(yùn)行情況的相關(guān)信息，可以得到大量的信息資料，為之后的檢修設(shè)備工作提供了強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持。

三、二次回路故障診斷

3.1 SV/GOOSE鏈路診斷

在規(guī)定的頻率下，系統(tǒng)的接收端能夠收到SV/GOOSE 發(fā)過(guò)來(lái)的信息，一旦在這個(gè)頻率下SV/GOOSE發(fā)過(guò)來(lái)的信息忽然中斷，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出告警。每個(gè)設(shè)備系統(tǒng)在網(wǎng)采以及網(wǎng)跳回路方面的觀測(cè)源相同，能夠互相比較觀測(cè)源與不同接收設(shè)備的鏈路監(jiān)測(cè)狀況，通過(guò)分析能夠準(zhǔn)確找到設(shè)備鏈路出現(xiàn)問(wèn)題的位置。直采回路和網(wǎng)采的SV端口不同，這樣就不可以通過(guò)互相比較來(lái)分析鏈路狀況，從而非常不容易找到出現(xiàn)問(wèn)題的具體位置。針對(duì)直采回路的問(wèn)題，就必須找出所有可能的故障點(diǎn)，再結(jié)合網(wǎng)采回路進(jìn)行分析研究，從而找到關(guān)鍵問(wèn)題點(diǎn)。

3.2交流回路情況診斷

在監(jiān)測(cè)交流量的過(guò)程中，要采集繼電保護(hù)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析設(shè)備的有效信息，并通過(guò)整體分析來(lái)準(zhǔn)確判斷。采樣類型通常是雙AD采樣，經(jīng)過(guò)比較分析兩種設(shè)備的采樣數(shù)據(jù)來(lái)判斷二次回路是否為正常使用狀態(tài)。

3.3保護(hù)動(dòng)作診斷

對(duì)保護(hù)動(dòng)作進(jìn)行診斷時(shí)，主要包括兩種配置保護(hù)設(shè)備，即單重化和雙重化。監(jiān)測(cè)交流回路情況時(shí)，通過(guò)比較網(wǎng)絡(luò)報(bào)文模擬量和單重化配置保護(hù)設(shè)備的位置信號(hào)，分析開(kāi)關(guān)量的回路情況。此外，通過(guò)分析模擬量的具體變化狀況和單重化配置保護(hù)設(shè)備的保護(hù)動(dòng)作邏輯，判斷保護(hù)動(dòng)作的整體準(zhǔn)確度。雙重化配置保護(hù)設(shè)備是通過(guò)檢測(cè)兩套保護(hù)設(shè)備的動(dòng)作來(lái)判斷設(shè)備整體保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確度。

故障診斷專家系統(tǒng)是狀態(tài)檢修中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它以設(shè)備的狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)為基礎(chǔ)，運(yùn)用專家知識(shí)庫(kù)中存儲(chǔ)的大量領(lǐng)域知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，提取反映二次設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的自檢信息，通過(guò)模擬人類專家的思維決策過(guò)程對(duì)信息進(jìn)行推理和判斷，判斷設(shè)備是否存在故障，確定故障的原因、位置及性質(zhì)，得出分析結(jié)論，指導(dǎo)維修計(jì)劃。

四、結(jié)束語(yǔ)

隨著變電站智能技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的二次回路逐漸被通信網(wǎng)絡(luò)取代，促進(jìn)繼電保護(hù)二次設(shè)備向網(wǎng)絡(luò)化和自動(dòng)化發(fā)展。相關(guān)部門(mén)要加強(qiáng)對(duì)在線監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的分析，不斷提高效率。

【參考文獻(xiàn)】

[1] 篤峻，葉翔，葛立青，楊貴，周奕帆.智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)維系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及實(shí)現(xiàn)[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備，2016（7）：163～168+175.

[2] 葉遠(yuǎn)波，孫月琴，黃太貴，郭明宇，黃勇.智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)[J]. 電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016（20）：148～153.