智能变电站继电保护二次回路在线监测及诊断

李文娟 张 棋

（国网湖北省电力有限公司检修公司，湖北 武汉 430050）

0 引言

随着网络信息技术的飞速发展，智能变电站继电保护中的地位和作用得到显著的提升。与以往传统的工作形式相对比可知，信息化的测控技术使继电保护得到了有效的调整和优化，不但使工作效率得到显著的提升，而且还能够极大地提升其运行的稳定性，节约了大量的人工成本和维修费用，提升了运行的经济性。

1 二次回路在线监测信息系统

二次设备的运行状态信息主要包括以下几个方面，即装置自检信息、GOOSE/MMS链路异常信号。根据二次回路在线监测和故障诊断方面的需求，与智能变电站中不同类型设备特征相结合，能够将在线监测装置划分为以下几方面内容，即告警信号信息、运行状态信息、保护动作信息等。

1.1 告警信息

告警信息中主要包括开关量异常告警、采样值、装置异常告警等，其中采样值异常又包括SV链路中断、SV品质异常、CT/PT断线、SV检修状态异常等；装置异常包括闭锁、失电告警等；开入量异常包括GOOSE链路中断、GOOSE检修不一致等等。在二次回路当中，一旦出现上述告警标识，应针对故障诊断以及状态进行评估，通过异常状态发生之前状态评估、异常发生之后的快速定位等方式，为运检人员提供更多有效的参考，以此为智能变电站的维护提供便利。

1.2 运行状态信息

装置运行状态信息主要包括开关量信息、采样值、软硬件的自检信息等，其中自检信息又包括电源电压信息、通道光强、运行温度等。开关量信息、采样信息中包括差动电流、支路电流、主要开入量等。对于此类信息来说，对其进行监视和统计有利于为状态维修提供更多检修数据作为参考依据。而SV/GOOSE运行状态信息主要包括格式异常、报文状态信息两种。其中格式异常是指由于设备发生故障问题，致使SV/GOOSE出现报文残缺、乱码、过长等格式上的错误；而报文状态主要是指双AD一致性、幅值精度、相位精度等。

1.3 保护动作

保护动作主要包括保护动作信号与动作出口信号两种，其中保护动作信号包括保护动作元件、保护启动；而动作出口信号中包括整组动作时间以及出口相别两种。

2 二次回路信息采集方案

在线监测信息中的信息主要来源于网络报文记录，由于过程层与站控层当中报文的数量众多，其中包括众多冗余信息，占用了较大的内存，为数据网的调度带来较大的压力。为了提升在线监测与故障诊断的效率，通常在站端装置获取到信息之后，需要对数据进行过滤、关联和筛选处理。根据系统的具体需求，可以将在线监测信息分为3种，即稳态信息、暂态新信息、状态文件，由字面意思便能够看出，稳态信息主要是记录一些长时间的监测信息，包括温度、湿度、光照、电压电流等；暂态信息主要是记录一些链路中随时出现的重要警告，包括回路断链等，通过装置将该时刻的APPID所对应的链路信息进行整合以后，所形成的文件信息。状态文件主要为链路监测过程中能够实时通断的文件。

在具体应用的过程中，根据一定的时间间隔定时将稳态文件、状态文件传达到网络报文记录分析装置中，如若站控层中存在重要告警数据，并且变化量大于5%时，需要主动将暂态文件传输进去。二次回路故障诊断系统将针对传输上来的信息，对信息进行分析和诊断，挖掘出统计分析状态信息的长期变化规律，并且针对装置的异常评估其健康状态，做出相应的诊断决策。

3 在线监测与故障诊断系统的实现

3.1 GOOSE链路诊断

对于过程层GOOSE信号来说，在一定时间内设备没有接收到有效的GOOSE信息时，将发出告警。例如，当继电保护装置链路发生异常反应时，导致继电装置难以正常运行，将通过站控层MMS将链路断线的告警信息传输其中，网络报文记录装置将对告警报文进行记录和获取。

对于网采、网跳来说，由于各个装置中的系统观测源一致，可以对发送方与接收方的链路进行对比，按照各装置中输送的链路报警报文便能够对异常链路进行定位。对于直采回路来说，与网采的端口存在区别，难以对链路进行对比监视，因此很难对故障点进行具体的定位，但是可以采用预先配置的方式，将全部可能产生故障的点罗列出来，同时对其他二次设备的网采情况进行对比分析，进而明确各个故障点出现故障的概率，直跳回路中由于不能与其他相关信息进行对比，则只能够通过继电保护装置中的告警对链路的故障进行定位。

3.2 保护动作诊断

3.2.1 双重化配置保护装置

通过对AB套保护装置动作行为的诊断，明确继电保护装置动作的一致性与正确性。在对内容进行检查的过程中，还用根据GOOSE中的开关量时间，对出口时间差进行计算，与保护动作元件进行对比分析，确保保护动作的正确性。

3.2.2 单重化配置保护装置

在此种类型的保护装置中，对交流回路状态的监测是通过网络报文记录分析装置模拟量来实现的，通过对测控装置位置信号的对比，并且将模拟量的变化情况与保护动作逻辑相结合，对保护动作的正确性进行充分的验证。

3.3 交流回路状态诊断

在对二次回路状态的在线监测过程中，可以采用网络报文记录的方式，对装置和继电保护装置采集的交流量进行诊断。在智能变电站当中，通常采用双AD的方式进行采样，并且以双重化保护的方式，通过与继电保护中MMS中传送的双AD采样值进行对比来实现，如若二者之间的相对误差处于阈值的范围以内，则继电保护装置中将不会出现告警，双AD采样以及二次回路都处于正常的工作状态当中。如若相对误差超出了阈值范围，这时的继电保护装置将发出告警，并且有超过一套继电保护的交流回路将存在异常，并且将该装置所对应的二次回路也视为异常处理。

通过与网络报文记录中的继电保护装置MMS与分析装置SV采样值进行对比能够看出，如若二者之间存在较小的差距，能够处于合理的范围以内，则两个系统将不会产生断链告警问题，二次采样回路也处于正常状态。而当保护装置与报文装置的采样值大于阈值范围时，但是继电采样回路处于正常状态，这时也会诊断为网络报文记录装置出现异常，并且将该装置所对应的二次回路也视为异常处理。

结语

综上所述，随着科学技术的不断发展，变电站与信息技术之间的融合逐渐加深，传统的二次回路终将被通信网络所取代，继电保护的二次设备也将朝着网络化、信息化的方向发展，使继电保护得到了有效的调整和优化，不但使工作效率得到显著的提升，而且还能够极大地提升其运行的稳定性，节约了大量的人工成本和维修费用，提升了运行的经济性。因此，相关部门应加强对在线检测与故障诊断系统的研究，使系统技术得到显著的提升，能够在报文监视告警信息传输的基础上，对其他相关告警信息进行准确的诊断，保障结果的有效性。