探究智能变电站的继电保护二次回路故障诊断问题

孙正国

摘要：随着经济和电力行业的快速发展，针对智能变电站二次设备检修和故障隔离工作的高安全风险，通过对智能变电站二次设备故障状态的分析，提出了一种智能变电站故障诊断新方法用于继电保护测量回路。在变压器阻抗测量的基础上，利用广义变比建立了故障诊断模型，对极性故障进行分析。并通过仿真对该方法的有效性进行验证。结果表明，该方法可以很好地评估电流电压测量回路的故障状况。该研究为智能变电站设备故障诊断的发展提供了参考和借鉴。

关键词：智能变电站;故障诊断;二次设备;继电保护

引言

二次回路是变电系统稳定可靠运行的保障，尤其是继电保护的二次回路通过信号检测并且做出动作反应来保护系统运行过程，对于系统稳定运行具有非常重要的价值。因此，必须强化对于二次回路运行的认知，深入分析引发继电保护二次回路故障问题的关键因素，然后采取相应措施及时处理解决。

1继电保护二次回路

电力系统的整体结构较为复杂，为了确保系统运行的高效与可靠，在系统中设置了两类设备。一类是一次设备，常见的有输电线路、发电机和母线等，主要发挥输配电能的作用;另一类电气设备主要发挥控制和调节的作用，主要是负责保护一次设备的稳定运作，常见的设备有各种测量表仪器、通信装置等。继电保护也属于二次设备，将这些设备依照电气逻辑连接在一起，以发挥检测保护的功能，就形成了稳定的二次回路，二次回路是保障电能稳定安全输配的关键部分，在电力系统中占据非常重要的位置。继电保护的二次回路具有自身的特殊性，运行过程较为复杂，发挥综合性的功能和价值，其基本的系统功能是测量和保护，重点包括信号、开关及测量等系统。

2设计概述

2.1控制系统

在大多数变电站中，为了实现对系统运行的检测和控制，往往会使用一对一的方法，而且重点是关于断路器的控制回路，需要把握好如下设计要点。（1）应该设置相关的电源监控回路，强化对于合闸跳闸回路的全面、稳定监控;（2）在实现具体的合闸或者跳闸动作后，需要尽快处理装置脉冲的问题;（3）如果蓄电池只有一组，为了实现各个设备的稳定供电，就需要利用到各种直流母线。

2.2信号系统

二次回路之所以能够发挥稳定的保护作用，关键是通过检测变电系统的电压和电流的信号情况做出相关的反应和动作。当前的大多数变电站都不太依赖于人力，基本实现了智能化控制和检测的目标，而对于继电器系统，为了发挥更多的检测和保护功能，就需要配置可靠的信号检测装置，并且做好定期查验和检测工作。当变电系统运行中出现电流和电压的不平衡现象时，继电器的二次回路就会迅速地检测到不良信号，然后做出准确的反应。

2.3监控系统

在自动化的技术中，往往会采取网络监控系统实现对变电站运行情况的检测。在设计继电保护二次回路时，定要以自动化监控的技术为基础。首先，需要依照分层式的结构来设计，从变电站的整体情况出发，全面实现对于系统运行的检测和管控，利用计算机网络实现对于大量数据资源的收集和处理工作。在继电保护二次回路中，主要考虑的问题就是如何完成相关动作命令，以及发出精准的报警信号，实现对于变电系统运行的检测和保护。其次，在设计中要重视资源共享，尤其是监控装置和远动信息的数据互通，以防止信息重复采集的情况，实现二次回路系统的优化。

2.4交流电流和电压回路

这是二次回路系统设计中非常关键的问题，需要重点关注电流互感器的选择。需全面分析一次设备的相关情况，结合变电系统的實际需求来选择，要确保所选用的互感器符合继电保护二次回路系统的需求。此外，要重视实际的安装工作，二次回路系统中往往只需要单个的接地点，而且要在主控室中安装相应的电源接地，全面保护变电系统。

3故障检测系统的功能分类

在智能变电站的二次回路检测设备运行的过程中，我们能够发现故障问题大多会出现在链路以及自检这两个环节，当其中一项出现问题的时候，便难以实现对系统的故障进行检测，想要解决该类问题，需要变电站及时地对多种类型的设备进行全面的分析，并将其运行状态、链路、回路以及保护行为等环节进行全面分析，才能够起到消除故障的作用。

3.1状态运行故障检测

检测二次回路设备的状态运行信息，主要是针对设备内部的硬件、软件系统、采样值和开关量的信息进行检测分析，另外还能够涉及到设备在检测运行中达到的温度、电源供电期间达到的温度检测;对于采样量的检测可以分为对设备的支路、差动电流等进行检测，并能够实现对设备运行状态的长期监控，并记录其在不同环境和状态下工作的数据信息，以此来保证在未来的故障中及时的分析其故障原因，制定出合理的解决方式。

3.2链路故障检测

常见的链路故障出现的情况较为复杂，其故障发生的流程为：当系统的信息接收设备在固定的阶段时间内，并没有及时地接收到数据信息，便会及时地进行告警。例如某一链路出现故障，无法进行数据传输，这时继电保护装置存在数据断层，在下一阶段数据接收节点还未接收到数据的时候，便会将链路故障信息进行上传，当网络报文设置接收到故障信息并进行处理之后，整体系统便会产生告警行为。但是链路故障问题可能发生的点位较多，工作人员难以凭借单一的报警信息定位故障源，因此这时便可以通过对告警信息发送方以及多个接收方之间的链路进行信息观察，根据不同报文装置上传的信息进行分析，从多个点位的监控网络中排除运行良好的线路，来定位故障源。

3.3交流回路故障检测

对检测设备中的交流量进行分析，能够获取到其交流回路的状态，而针对交流量的信息进行收集处理还需要借助继电保护系统和网络报文系统进行信息收集。在大部分的职能变电站中，通常使用双AD装置，对交流量信息数据进行采集分析，并采用双套保护方式进行信息数据的对比，如果双套的保护装置都能够得出差异性较小的数据信息，那么便能够得出交流回路运行正常的结论;当双套保护装置中检测出的数据信息具有较大差距，且该差值不在阈值范围内的时候，便能够断定交流回路出现故障，且该故障可能出现在任意一台继电保护系统中。

3.4保护动作故障检测

在继电保护二次回路系统中，能够提供保护动作的装置可以划分成单重化的配置保护以及双重化的配置保护，这其中前者是通过网络报文系统，对装置本身的模拟量数据进行分析处理，并针对处理后的数据进行对比分析，对比量为测控装置多提供的信号数据，经过数据的对比分析，检测开关量回路的运行状态。后者则是能够针对继电保护系统运行中执行的动作进行效率和执行时间上的分析，对AB套保护系统的动作进行检测，并分析其零件和出口时间，并将出口时间与开关量时间进行对比分析，从而得到保护动作是否具备正确的执行状态。

结语

对于变电站的稳定运行，继电保护二次回路有着非常重要的作用，所以必须强化相关的设计过程，逐渐提升系统运行的自动化，达到变电站系统智能化运行的目标。同时，由于各种因素的限制，二次回路的运行仍面临一些故障问题。既有设计和维护方面的原因，也有元件磨损、线路破坏的原因，逐渐导致保护与检测的可靠性降低，出现各种二次回路故障，无法确保变电系统运行的安全可靠。所以，必须要重视相应的检测和维护工作，充分发挥二次回路设计的功能。

参考文献：

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