摘 要：為了保證變電站繼電保護二次回路的正常運行，及時發(fā)現(xiàn)并消除潛在故障，保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和供電可靠性，本文深入研究變電站繼電保護二次回路缺陷狀態(tài)識別技術。通過構建高效的監(jiān)測框架，部署多傳感器，對繼電保護二次回路狀態(tài)進行實時全面監(jiān)測，集成先進的數(shù)據(jù)分析理念，建立二次回路狀態(tài)智能分析體系。利用雙AD采樣技術，精準識別二次回路缺陷狀態(tài)。試驗結果表明，該技術在多種缺陷檢測中平均檢出率高達93.86%，其精準度高并且具有廣泛的適用性，能夠有效識別各類復雜及隱蔽性缺陷，為電力系統(tǒng)維護提供可靠保障。

關鍵詞：變電站；繼電保護系統(tǒng)；二次回路；缺陷狀態(tài)識別；智能分析

中圖分類號：TM 76 " 文獻標志碼：A

變電站作為電力傳輸與分配的重要樞紐，其穩(wěn)定運行直接關系到電網(wǎng)的安全性和可靠性[1]。變電站繼電保護系統(tǒng)，尤其是二次回路部分，面臨前所未有的挑戰(zhàn)。二次回路作為連接保護裝置與執(zhí)行元件的橋梁，其狀態(tài)直接關系到能否及時、準確地識別與隔離故障，對防止事故擴大、保障電網(wǎng)安全具有重要意義[2]。然而，在實際運維過程中，識別變電站繼電保護二次回路缺陷狀態(tài)存在很多問題和難點，傳統(tǒng)的人工巡檢和定期試驗方法受限于人力成本和經(jīng)驗判斷，難以全面、及時地發(fā)現(xiàn)隱蔽性缺陷，且易受到人為因素的影響，導致診斷結果的主觀性和不確定性。隨著變電站規(guī)模擴大和二次回路復雜性提升，信息量急劇膨脹，邏輯關系錯綜復雜，使缺陷識別和定位越發(fā)困難，且容易引發(fā)誤判或漏判[3]。針對上述問題，本文深入研究變電站繼電保護二次回路缺陷狀態(tài)識別技術，提高缺陷識別的準確性和效率，為變電站的安全運維提供智能化、自動化的解決方案。

1 在線監(jiān)測變電站繼電保護二次回路

在線監(jiān)測技術框架主要由調度控制中心、繼保系統(tǒng)、在線隔離裝置、監(jiān)測診斷模塊以及多個子模塊組成，各部分協(xié)同工作，共同保障電網(wǎng)的安全運行[4]?？蚣苋鐖D1所示。

在圖1中，調度控制中心作為在線監(jiān)測的核心，負責協(xié)調各子模塊間的信息流動與任務執(zhí)行[5]，其通過收集、處理和分析變電站和關鍵輸電線路等的實時數(shù)據(jù)，對電力系統(tǒng)進行全面監(jiān)測。繼保系統(tǒng)直接關聯(lián)電氣設備保護，可以防止故障影響范圍擴大，主要用于傳遞和接收信號的回路，保證信號的準確傳遞和接收，保證設備的穩(wěn)定運行。在線監(jiān)測裝置遍布關鍵節(jié)點，實時采集并傳輸關鍵參數(shù)與信號。一旦監(jiān)測到任何異常狀況和故障，監(jiān)測診斷系統(tǒng)將立即觸發(fā)報警機制，并將相關信息反饋至調度控制中心。同時，在線隔離裝置將迅速響應，自動隔離故障部分，防止故障擴大并保護非故障區(qū)域的正常運行。這種快速響應和精準隔離的能力，極大程度地提高了電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，縮短了因故障導致的停電時間，減少了經(jīng)濟損失。

在變電站的關鍵位置部署多種傳感器，采集電流、電壓、溫度、濕度等電氣參數(shù)以及信號強度、波形等信號質量參數(shù)。傳感器部署情況見表1。

利用上述傳感器實時采集變電站繼電保護二次回路的狀態(tài)數(shù)據(jù)，通過高速、可靠的通信網(wǎng)絡將采集的數(shù)據(jù)傳輸至監(jiān)測診斷模塊。該模塊運用先進的數(shù)據(jù)處理與分析技術，對海量數(shù)據(jù)進行深度挖掘與分析，識別二次回路中的潛在缺陷與異常狀態(tài)[6]。

通過調度控制中心、繼保系統(tǒng)、在線隔離裝置以及監(jiān)測診斷模塊等多個部分的緊密協(xié)作，在線監(jiān)測變電站繼電保護二次回路的技術框架，能夠及時發(fā)現(xiàn)潛在故障隱患或異常狀態(tài)，保證及時識別缺陷狀態(tài)，對電力系統(tǒng)狀態(tài)進行全面監(jiān)控、快速響應和精準處理，為智能分析繼電保護二次回路狀態(tài)提供支持。

2 智能分析繼電保護二次回路狀態(tài)

在監(jiān)測變電站繼電保護二次回路的基礎上，對二次回路的運行狀態(tài)進行智能分析。智能分析技術能夠利用先進的算法和模型對繼電保護二次回路中的各項參數(shù)進行精確分析，從而更準確地識別潛在的故障或異常狀態(tài)。智能分析技術通過集成高精度傳感器、網(wǎng)絡報文分析裝置以及先進的數(shù)據(jù)處理與智能分析理念，構建一套高效、精準的變電站繼電保護二次回路狀態(tài)分析體系。該體系的核心是實時捕捉記錄二次回路中的各類關鍵運行參數(shù)，這些參數(shù)包括電流、電壓、開關狀態(tài)以及智能終端等關鍵設備的運行狀況。通過圖2的二次回路結構示意圖，可以直觀地理解二次回路的布局與關鍵節(jié)點。

針對變電站網(wǎng)絡架構的復雜性和層次性，智能分析技術采用靈活多樣的數(shù)據(jù)傳輸策略。通過測控裝置與網(wǎng)絡分析儀的緊密協(xié)作，實現(xiàn)過程層與站控層之間監(jiān)測信息無縫對接與高效傳輸。傳輸方式如圖3所示。

傳輸過程不僅可以提高數(shù)據(jù)的實時性與準確性，還能顯著提高故障響應速度，為快速自動識別繼電保護二次回路缺陷狀態(tài)提供強有力的技術支持。

3 自動識別繼電保護二次回路缺陷狀態(tài)

基于智能分析的結果，利用缺陷識別技術，對繼電保護二次回路的缺陷狀態(tài)進行精準識別。

自動識別技術采用雙AD采樣技術作為核心手段，通過雙重保護機制保證采樣數(shù)據(jù)的準確性與一致性。該技術對相同信號源進行并行采樣，實時監(jiān)測并對比分析兩組采樣值，嚴格把控數(shù)據(jù)質量。在理想情況下，如果兩組采樣值之間的相對誤差保持在預設的安全范圍內，且繼電保護裝置保持靜默、無異常報警，系統(tǒng)就會判定二次回路處于正常工作狀態(tài)。相對誤差的計算過程如公式（1）所示。

（1）

式中：E1為絕對誤差；E2為真值。

一旦智能分析系統(tǒng)檢測到采樣值偏差超出允許閾值，或繼電保護裝置未能按預期響應，該技術便立即啟動缺陷識別流程。利用高度敏感的信號捕捉能力，迅速定位并識別潛在的二次回路缺陷?？梢岳霉剑?）表示這個過程。

（2）

式中：λ為預設的安全閾值。

本文對不同配置的保護裝置采取高度定制化的檢測策略。對雙重化配置的保護裝置，本文提出的技術聚焦于交流二次回路的獨立性與冗余性，通過實時監(jiān)測并對比兩組獨立二次回路的輸出數(shù)據(jù)，可以全面驗證保護配置的可靠性。對單重化配置的保護裝置來說，需要通過精細化誤差分析，分別接入并監(jiān)測不同保護裝置的交流采樣值，全面評估二次回路的狀態(tài)健康度。通過這種差異化的檢測策略保證識別技術的廣泛適用性和高效性。二次回路缺陷狀態(tài)自動識別過程如圖４所示。

圖4可以清晰地看到，該技術通過智能分析平臺可以對采樣數(shù)據(jù)進行實時處理與分析，一旦發(fā)現(xiàn)異常信號，就會立即啟動缺陷識別流程，并輸出詳細的診斷報告。

4 試驗過程

4.1 試驗準備

為了驗證本文所提技術的可行性，需要對其進行試驗驗證。在試驗準備階段，本文準備了一套全面的變電站繼電保護二次回路缺陷狀態(tài)識別試驗設備。表2是試驗所需設備的詳細列表及其技術規(guī)格/參數(shù)。

使用這些設備能夠模擬各種故障情況，精確測量并記錄相關數(shù)據(jù)，進而對繼電保護二次回路的缺陷狀態(tài)進行有效識別和分析。

在開始試驗前，要保證所有測試設備在接入二次回路前均已完成嚴格的絕緣測試和校準，避免因設備故障或誤差引入額外的干擾信號，影響對缺陷狀態(tài)的準確判斷。同時，本試驗特別關注模擬實際運行中的多種故障類型及其組合情況，因此當設置故障模擬參數(shù)時，需要精確控制故障電流、電壓的幅值、相位及持續(xù)時間，充分暴露并識別繼電保護系統(tǒng)在不同故障場景下的潛在缺陷?？紤]二次回路中可能存在隱性故障，不易直接觀測，因此在試驗過程中，應充分利用故障錄波裝置和示波器的高精度記錄功能，對故障發(fā)生前后的信號波形進行細致分析，捕捉可能的異常變化，并將其作為缺陷識別的關鍵依據(jù)。

4.2 試驗結果及分析

為了驗證本文技術的有效性與實用性，將其分為設計部分以及試驗準備部分，并對其進行試驗。通過模擬多種具有代表性的缺陷類型，應用本文技術進行識別與分析，并利用公式（1）、公式（2）計算該技術對各缺陷類型的檢出結果，見表3。

由表3可知，本文技術缺陷檢出率較高，平均檢出率達到93.86%，相對誤差數(shù)量最大值僅為2個，證明本文技術在實際應用中的有效性和可靠性。綜上所述，本文技術在識別多種典型缺陷類型的過程中均展現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，能夠精準識別多種缺陷狀態(tài)，具有較高的實用價值和應用前景。

5 結語

本研究通過精準捕捉變電站繼電保護二次回路中的異常信號，可以快速定位并識別潛在缺陷，顯著提高了故障處理效率與準確性，有效降低了因設備故障導致的停電風險，減少了經(jīng)濟損失，并促進了運維管理模式的優(yōu)化升級。隨著技術的不斷進步與應用場景的持續(xù)拓展，變電站繼電保護二次回路缺陷狀態(tài)識別技術將朝著更加智能化、精準化、全面化的方向發(fā)展，期待通過持續(xù)的技術創(chuàng)新與實踐探索，能夠進一步突破現(xiàn)有技術瓶頸，提高系統(tǒng)的自我診斷與修復能力，構建更加安全、可靠、高效的電力運行體系。

參考文獻

[1]張春燕，王維川，姬慧，等.變電站繼電保護二次回路缺陷的動態(tài)BIM識別方法[J].微型電腦應用，2024，40（6）：143-147.

[2]周偉.智能變電站繼電保護二次回路故障識別方法研究[J].電氣技術與經(jīng)濟，2024（6）：324-327.

[3]張藝，張?zhí)忑垼瑥堉俏?，?基于繼電保護裝置及變電站二次回路可視化建模應用研究[J].自動化與儀器儀表，2024（5）：209-212，217.

[4]朱祥云.智能變電站繼電保護二次回路在線監(jiān)測與故障診斷技術研究[J].光源與照明，2024（2）：103-105.

[5]耿曉娜，蘇佩佩，單德帥.智能變電站繼電保護二次回路的運行狀態(tài)監(jiān)測技術應用[J].電子技術，2023，52（12）：256-257.

[6]夏統(tǒng)照，凌博聞，龐岑茂，等.多參信息量的智能變電站繼電保護二次回路隱藏故障檢測方法[J].電工技術，2023（15）：164-166，169.