賈新華

摘 要：該文對(duì)智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)框架進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹，分析了在線檢測(cè)信息技術(shù)，闡述了信息采集方案的內(nèi)容，針對(duì)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷原理進(jìn)行了深入研究，對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)分裝置進(jìn)行了優(yōu)化，希望可以提高二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷技術(shù)質(zhì)量，提高智能變電站運(yùn)行穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù)二次回路;在線檢測(cè);故障診斷

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)。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)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的框架概述

智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)的框架在整體上分為兩個(gè)大的部分，分別是站端裝置和主站系統(tǒng)。其中主站系統(tǒng)主要是在地調(diào)或省調(diào)的調(diào)度端發(fā)布布置內(nèi)容，站端是記錄網(wǎng)絡(luò)報(bào)文裝置的信息采集源，不需要安裝額外的新設(shè)備，節(jié)省了成本開(kāi)支，符合經(jīng)濟(jì)適用的原則。智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄的數(shù)據(jù)分析繼電保護(hù)設(shè)備是否與通過(guò)線路保持有效的連接，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)報(bào)文關(guān)鍵數(shù)據(jù)分析和采集，上傳到調(diào)度中心，最后在調(diào)度端完成數(shù)據(jù)分析。在一些新建成的智能變電站，數(shù)據(jù)采集源的端口可以直接選擇在線檢測(cè)與故障診斷裝置端口。

站端主要的工作是進(jìn)行信息采集、整理、過(guò)濾和信息配置。如果通信網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)故障，站端裝置可以及時(shí)的進(jìn)行故障信息收集，并集成相關(guān)診斷數(shù)據(jù)，上傳到主站系統(tǒng)中，主站對(duì)集成的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，將結(jié)果顯示在主界面上。

二、在線監(jiān)測(cè)的信息內(nèi)容分析

首先，裝置運(yùn)行狀態(tài)下信息的分析。在裝置運(yùn)行狀態(tài)下，信息分析主要側(cè)重以下三個(gè)方面：第一方面是在軟件信息自檢中，可以檢測(cè)軟件裝置的在運(yùn)行過(guò)程中的溫度、電源電壓、光強(qiáng)等信息。第二方面是采樣值，樣值包括了差動(dòng)電流、支路電流等信息。第三方面是開(kāi)關(guān)數(shù)量控制，主要是對(duì)開(kāi)入量狀態(tài)下運(yùn)行的設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期持續(xù)性的監(jiān)測(cè)，保證其能夠?yàn)槿蘸蟮木S修工作提供基本技術(shù)資料以及維修的依據(jù)。

其次，保護(hù)動(dòng)作下的信息分析。保護(hù)動(dòng)作信息分析主要分為以下兩個(gè)方面：第一個(gè)方面是分析保護(hù)動(dòng)作信息，其是指在保護(hù)動(dòng)作開(kāi)啟狀態(tài)下及保護(hù)動(dòng)作元件信號(hào)下產(chǎn)生的信息;第二個(gè)方面是在動(dòng)作出口信號(hào)下，是指具體出口以及整組動(dòng)作完成的時(shí)間信息。

最后，告警狀態(tài)下的信號(hào)信息分析。告警信號(hào)主要包括三方面的信息內(nèi)容：一是，采樣值的異常告警，當(dāng)SV鏈路發(fā)生中斷后，采樣值處于品質(zhì)異常的狀態(tài)下，也會(huì)造成檢修異常;另外也會(huì)發(fā)生CT/PT斷線故障，導(dǎo)致采樣值處于異常狀態(tài)，發(fā)出告警信號(hào)信息。二是，開(kāi)入量的異常告警信號(hào)信息，開(kāi)入量異常告警信號(hào)信息主要包括GOOSE檢修異常、鏈路中斷異常、開(kāi)入量異常三方面的信息內(nèi)容。三是，裝置異常發(fā)出的告警信號(hào)信息，在失電告警或閉鎖情況下，繼電保護(hù)的二次回路會(huì)發(fā)生異常，告警信息能夠及時(shí)、準(zhǔn)確的傳達(dá)故障的診斷信息，并評(píng)估設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，為維修人員的工作提供數(shù)據(jù)參考，提高變電站維修的準(zhǔn)確性和維修質(zhì)量。

三、信息采集方案

由于在線監(jiān)測(cè)信息由網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置采集，考慮到過(guò)程層和站控層間的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文數(shù)據(jù)量巨大，存在大量的冗余與非重要的信息，對(duì)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)造成很大的壓力。為實(shí)現(xiàn)快速有效的在線監(jiān)測(cè)與故障診斷，站端裝置采集到數(shù)據(jù)后需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)、過(guò)濾以及篩選。

根據(jù)系統(tǒng)以及研究需求，將在線監(jiān)測(cè)信息分為穩(wěn)態(tài)、暫態(tài)以及狀態(tài)文件，其中暫態(tài)文件指的是當(dāng)鏈路中出現(xiàn)重要告警（如回路斷鏈等）時(shí)，由裝置將該時(shí)刻APPID對(duì)應(yīng)的所有鏈路信息進(jìn)行整理生成的文件。穩(wěn)態(tài)文件則是記錄長(zhǎng)時(shí)間監(jiān)測(cè)信息（如溫度、光強(qiáng)、電壓電流等）文件，狀態(tài)文件為監(jiān)測(cè)鏈路實(shí)時(shí)通斷狀態(tài)的文件。實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置按照一定的時(shí)間間隔定時(shí)上送狀態(tài)文件和穩(wěn)態(tài)文件，當(dāng)站控層中有重要告警數(shù)據(jù)、變化量超過(guò)5%或分析狀態(tài)有改變時(shí)主動(dòng)上送暫態(tài)文件。主站端實(shí)時(shí)查詢上送的數(shù)據(jù)與各二次設(shè)備的對(duì)應(yīng)狀況。二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷系統(tǒng)存儲(chǔ)站端上送的信息，并進(jìn)行實(shí)時(shí)診斷分析，同時(shí)統(tǒng)計(jì)分析狀態(tài)信息的長(zhǎng)期變化規(guī)律，并結(jié)合裝置異常時(shí)的狀態(tài)特征，評(píng)估健康狀況，做出診斷決策。

四、在線監(jiān)測(cè)與故障診斷原理

4.1SV/GOOSE鏈路診斷原理

接收端設(shè)備在固定的頻率下會(huì)接收到SV/GOOSE所發(fā)來(lái)的信息，假如在該段頻率下突然沒(méi)有收到SV/GOOSE信息，那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)自動(dòng)告警。在網(wǎng)采、網(wǎng)跳回路方面，因?yàn)楦鱾€(gè)裝置的系統(tǒng)觀測(cè)源是一樣的，可以對(duì)系統(tǒng)觀測(cè)源和各個(gè)接收裝置的鏈路監(jiān)測(cè)情況進(jìn)行對(duì)比分析，根據(jù)分析的結(jié)果快速定位到鏈路異常部位。在直采回路方面，因?yàn)榕c網(wǎng)采SV端口不一致，不能進(jìn)行鏈路的對(duì)比分析，增加了對(duì)故障點(diǎn)的定位難度，需要將可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)一一列舉出來(lái)，再與網(wǎng)采回路情況相結(jié)合，分析各個(gè)故障點(diǎn)出現(xiàn)的概率，最終找到故障點(diǎn)

4.2交流回路狀態(tài)診斷原理

在進(jìn)行二次回路交流量的監(jiān)測(cè)時(shí)，可以選擇將網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置與繼電保護(hù)裝置結(jié)合在一起，對(duì)所采集的信息進(jìn)行綜合對(duì)比分析，最終進(jìn)行判斷。智能變電站的采樣方式一般為雙AD采樣，通過(guò)將兩種裝置的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析，假如其誤差在額定范圍之內(nèi)，那么可以判斷二次回路狀態(tài)正常;假如誤差超過(guò)額定范圍，并且繼電保護(hù)裝置并未有發(fā)出異常信號(hào)，那么很可能有一套繼電保護(hù)交流回路有異?，F(xiàn)象出現(xiàn)。

4.3保護(hù)動(dòng)作診斷原理

（1）單重化配置保護(hù)裝置。

在進(jìn)行交流回路狀態(tài)監(jiān)測(cè)時(shí)，選擇將單重化配置保護(hù)裝置與網(wǎng)絡(luò)報(bào)文模擬量進(jìn)行對(duì)比分析，對(duì)比所監(jiān)測(cè)位置信號(hào)，判斷開(kāi)關(guān)量的回路狀態(tài)。還可以將單重化配置保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作邏輯與模擬量的實(shí)際變化情況結(jié)合在一起，最終對(duì)整個(gè)保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性進(jìn)行分析。

（2）雙重化配置保護(hù)裝置。

對(duì)A、B套保護(hù)裝置動(dòng)作進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而分析整個(gè)繼電保護(hù)裝置行為動(dòng)作的準(zhǔn)確性。先檢查出口時(shí)間以及動(dòng)作元件，再算出相應(yīng)的時(shí)間差，進(jìn)行對(duì)比，最終分析整個(gè)保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性。

結(jié)語(yǔ)

針對(duì)目前智能變電站存在的無(wú)法進(jìn)行有效在線監(jiān)測(cè)與故障診斷的問(wèn)題，結(jié)合當(dāng)前智能站的二次設(shè)備情況，通過(guò)優(yōu)化與改善現(xiàn)有的網(wǎng)分裝置的功能，提出了一種用于智能站的二次系統(tǒng)故障診斷分析方法，并根據(jù)智能變電站自身所特有的特征，以提高智能變電站故障診斷系統(tǒng)的適用性、容錯(cuò)性為目標(biāo)，提出了智能變電站繼電保護(hù)在線監(jiān)測(cè)與故障診斷方法。

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