智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统

张婧

【摘 要】随着科技的发展，智能变电站的不断更新升级和大规模的普及，极大地促进了电力行业的发展。基于此，论文研究了智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的功能，对继电保护状态监测与故障诊断系统的网络结构与功能实现进行分析，并对智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的应用进行具体阐述，为促进智能变电站的发展奠定基础。

【Abstract】With the development of science and technology， the continuous updating and large-scale popularization of intelligent substation have greatly promoted the development of power industry. Based on this， this paper studies the function of relay monitoring and fault diagnosis system of intelligent substation， analyzes the network structure and function realization of the relay protection condition monitoring and fault diagnosis system， and describes the application of condition monitoring and fault diagnosis system of relay protection in intelligent substation， in order to lay the foundation for promoting the development of intelligent substation.

【关键词】智能变电站；继电保护；监测；故障诊断

【Keywords】 intelligent substation； relay protection； monitoring； fault diagnosis

【中图分类号】TM63；TM76；TM77 【文献标志码】A 【文章编号】1673-1069（2017）10-0154-02

1 引言

在信息化时代背景下，数字化智能变电站被广泛应用，并且取得了良好的成绩。但是智能变电站的继电保护容易发生故障，并且故障的类型比较复杂，需要采取科学的手段，有针对性地进行防护。智能变电站将常规变电站可见的二次回路，转变成不可见的二次回路，增加了继电保护故障诊断的难度，同时提高了对检修人员技术水平的要求。为确保智能变电站的稳定运行，需要对继电保护的状态进行实时监测，对系统的运行进行实时监督，及时发现问题，从而有针对性地采取应对策略。

2 智能變电站继电保护状态监测与故障诊断系统的功能

智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的功能主要有：对全站范围内的SCD文件进行管理，对继电保护状态进行控制，系统同时安装虚端子、虚回路监控系统、智能防护系统等。其能够对系统的数据信息进行收集，通过对数据的分析，找出故障原因，从而实现智能变电站的继电保护[1]。继电保护状态监测与故障诊断系统，其信息采集范围较广，主要包括合并单元、线路保护设施、智能终端、安全装置等。继电保护状态监测与故障诊断系统，能够通过SCD文件反映智能变电站的运行情况。若是发生系统故障，会及时进行报警，通知工作人员进行检修，从而维护了智能变电站二次系统的稳定运行。继电保护状态监测与故障诊断系统对于系统运行数据的收集，为日后智能变电站的维修提供基础数据，有助于故障的分析与决策。继电保护状态监测与故障诊断系统，维护了输配电线路的稳定运行，确保了电能的输送安全，为用户提供了持续不断的电能输送。

3 智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的网络结构与功能实现

3.1 网络结构

继电保护状态监测与故障诊断系统的网络结构主要包括故障诊断系统模块和继电保护状态监测模块，前者主要布设在变电站端，后者主要布设在调度端主站系统。继电保护状态监测与故障诊断系统主要包括数据采集模块，以及数据信息管理模块[2]。数据采集模块主要利用过程层网络，对过程层设备的数据信息进行收集，从而完成数据采集工作。数据信息管理模块主要是将数据采集模块收集的信息进行存储管理，在系统发生故障时进行分析，从而实现继电保护与故障诊断。系统会将故障诊断的结果进行上报，传送至调度端，以便工作人员进行维修。智能变电站的调度端同时设置了继电保护状态监测模块，其主要是为主站的软件系统进行服务，属于独立工作模块。智能变电站的网络结构需要不断进行优化，从而提高系统性能，提高系统运行的可靠性与稳定性。

3.2 SCD模型文件管理

SCD模型文件管理是继电保护状态监测与故障诊断系统的重要组成部分之一。SCD模型文件管理的主要功能是帮助系统进行数据信息的获取，其能够对过程层虚回路与软压板的逻辑关系进行描述，对调度命令和一二次的关联进行描述等。通过SCD模型文件管理，能够了解通信参数、二次回路监测信息以及网络拓扑配置等运行的具体情况，实现对全站范围内的监测，有助于对智能变电站的管理[3]。若是继电保护SCD模型文件进行更新升级，此时的数据管理模块过程层虚端子会与SCD模型文件的CRC进行核对比较，从而将更新的信息反馈在SCD界面对工作人员做出提醒。同时确定SCD模型文件管理更新之后的功能范围，以及对IED装置的影响。SCD模型文件管理对于继电保护状态监测与故障诊断系统至关重要，唯有通过SCD模型文件管理，才能实现对全站范围内的监控，完成系统故障诊断的目标。

3.3 继电保护故障智能诊断endprint

继电保护故障智能诊断的方法主要包括以下几方面：

①系统通过接收合并单元以及交换机等上报的信息，对信息进行存储管理。直接采集过程层网络，会对存储的信息进行实时监测，同时分析网络通信的情况[4]。

②系统根据对装置硬件的报警信息、监测信息、状态信息等，对装置硬件的运行情况进行分析。同时根据监测信息的内容和变化趋势，对故障做出告警。监测报警装置的硬件信息主要包括温度信息、电源电压信息、光钎强弱信息等。

③系統需要通过监测信息，确定装置硬件的故障位置。系统需要收集能够分析出故障位置的信息，主要是收集光纤接口处的状态信息、装置设备短路异常反馈的信息、装置报文等，通过对信息的分析，确定故障位置的范围，为工作人员的检修提供便利。

④变电站系统能够对开关故障、交流回路、闭锁回路等情况进行图形展示，对其状态进行描述。对于故障的图形展示主要是在调度端进行展现。调度端可以通过逻辑功能，对故障的情况进行图像描述，方便工作人员的识别。

4 智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的应用流程

智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的应用流程，主要包括以下几方面：

①系统通过相关工具，将SCD管理文件接入，利用SCD管理文件对系统进行监测，对监测信息进行收集，并且存储在数据库中，从而形成继电保护状态监测模型[5]。

②系统利用画图装置，描绘系统的电路图、接线图、保护装置运行图等，工作人员可以通过图像去了解各个环节的运行状态，有利于系统的统一管理。

③系统主要利用过程层交换机、接收保护设备、合并单元等获得信息，通过信息对系统进行管理。若是继电保护发生故障，信息会发生变化，系统将进行报警，工作人员可以及时地对故障进行检测，从而有效地解决问题。

④系统的过程层交换机能够接收设备的遥信量，以及MMS报告等，能够为故障诊断提供可靠依据。

⑤系统能够通过二次工作安全措施，检测设备的维修是否正确，同时能够对维修结果进行反馈，确保故障维修的质量。

5 结论

综上所述，智能变电站的继电保护容易发生故障，主要是由于系统的二次回路属于不可见回路，提高了故障分析的难度。唯有对继电保护进行实时监测，分析故障原因，才能确保输电线路的稳定运行，为社会创造更大的经济收益。论文通过对智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统的网络结构、功能实现、具体应用的分析，总结出继电保护状态监测与故障诊断系统的工作原理与工作流程，为未来智能变电站的研究发展奠定基础。

【参考文献】

【1】浮明军，刘昊昱，董磊超.智能变电站继电保护装置自动测试系统研究和应用[J].电力系统保护与控制，2015，43（01）：40-44.

【2】王同文，谢民，孙月琴，等.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制，2015，43（06）：58-66.

【3】汪希伟，李超，郭启伟，等.智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统研究[J].山东电力技术，2017，44（02）：55-57.

【4】汪希伟，李超，郭启伟，等.智能变电站继电保护状态监测与故障诊断系统[J].电力安全技术，2017，19（04）：19-21.

【5】叶远波，孙月琴，黄太贵，等.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].电力系统保护与控制，2016，44（20）：148-153.endprint