智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法研究

2020-08-31何德恩

机电信息 2020年17期

摘要：为了提高智能变电站的运行安全性和工作效率，减少维修成本，弥补传统故障诊断方法的不足，对智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法进行了深入研究，分析了二次回路故障检测方法和诊断流程，通过设计对比实验，对所提二次回路隐藏故障诊断方法的诊断效率和准确率进行了验证，为智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法的更新与优化提供了新的方向。

关键词：智能变电站;继电保护;二次回路;故障诊断

0 引言

为更好满足用户的用电需求，智能变电站应运而生。本文针对智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法[1]进行深入研究，简单介绍二次回路常用的两种故障检测方法和诊断流程，重点介绍SV链路故障诊断方法、交流回路故障诊断方法以及保护动作故障诊断方法，并设计实验，将本文介绍的故障诊断方法与传统故障诊断方法进行对比，以证明本文研究的故障诊断方法的高效性和精准性，能够有效减少安全事故的发生概率，维护智能变电站系统的稳定运行，减少维修费用。

1 传统智能变电站继电保护二次回路隐藏故障检测方法

常用的智能变电站继电保护二次回路隐藏故障检测方法有安装万用表和外加电源法两种。安装万用表是传统的检测方法，万用表是常见的检测工具，不仅可以检测二次回路各个节点的连接状况，还可以测量某一段电气回路的电流与电压。但在实际检测工作中，依赖万能表检测继电保护二次回路隐藏故障的误差较大，只能应用于普通的二次回路检测，而不适用于高危险回路的检测。外加电源法是一种高精度的二次回路检测方法，通过外加电源构建闭合回路，模拟常见的短路故障，获取电路节点两端的电流波形和电压波形，还可以测量链路的传输频率，为继电保护二次回路隐藏故障的诊断提供了实时、准确的检测数据，提高了诊断精准率，是以传统检测方法为基础研发出来的新型检测方法[2]。

2 新型智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法

智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法主要分为SV链路故障诊断方法和交流回路故障诊断方法、保护动作故障诊断方法3种，其中，SV链路故障诊断方法针对链路隐藏故障，交流回路故障诊断方法针对普通电路和节点隐藏故障，保护动作故障诊断方法适用于保护装置本身故障的诊断。在智能变电站开始运行后，继电保护二次回路会对一次设备进行实时监测，数据参数发生改变或有异常时，系统大致判断隐藏故障类型，选择相应的故障诊断方法进行进一步的故障诊断、故障位置锁定以及故障清除。

2.1 SV链路故障诊断方法

SV链路是智能变电站工作系统中的传输链路，通过传输系统可识别的SV信号实现系统间的信息传递。因此，当SV链路出现隐藏故障时，不仅链路本身的故障信息无法传递，还会限制系统的传输功能，导致智能变电站无法正常工作，信息无法传递可能会导致更大的故障。因此，制定SV链路的故障诊断措施尤为重要。为克服SV链路发生故障无法传递故障信息这一困难，首先对SV信号的接收端进行相应设置，若接收端在规定时间范围内没有收到相应的SV信号，则默认SV链路发生故障并发送相应的故障指令，系统会紧急处理故障，尽量较小损失。然后对SV链路的运行参数进行预设置，当检测到的SV链路参数与预设置参数出现不一致时，检测系统会自动触发故障警告，系统将介入到SV系统中，将监测频率与设置频率进行对比分析，明确故障发生的时间以及故障位置，从而提高二次回路隐藏故障的诊断效率，有利于设备的检修和维护[3]。

2.2 交流回路故障诊断方法

交流回路发生故障的主要现象有节点连接断开、回路断线相的相电压下降而其他两相的相电压正常、万用表指示不正常等。针对普通电路和节点隐藏故障诊断，交流回路故障诊断相较于SV链路故障诊断难度系数较低，通过对比监测数据和保护装置数据，从而判断交流回路是否存在故障。交流回路诊断方法采用双重保护措施，在进行故障诊断的同时，也能对诊断系统本身进行保护。除此之外，对监测数据的采样采用双AD采样方式，通过合并单元实现A/D线路的转换，可以对两个AD进行同时采样，从而获得两路的监测数据，实现电流、电压等监测数据的同步对比，经过监测数据对比分析，判读数据参数是否在正常参数浮动范围内，若超出正常范围，则可认定故障发生在交流回路内，从而根据基本异常现象判断交流回路故障类型，细化检测数据异常区域，确定发生故障的回路位置，将诊断结果发送到保护系统，以便维修人员进行故障的清除处理。

2.3 保护动作故障诊断方法

保护动作故障诊断方法以装置的监测状态为判断指标，遵循一致性原理，保证保护装置的保护时間差和动作的一致性，通过对比模拟量和校验开关量，判断保护装置所发出的保护动作是否正确的同时，确保保护装置的运行时间。若保护装置的保护动作超过了正常范围，则认为保护装置内部发生了故障，根据模拟量和开关量与正常值的比对结果，寻找差异量进行诊断分析，确定错误保护动作和开关闭合情况，提醒系统排除故障，若系统本身无法解决，需要人工参与，会向系统发送指令，对系统的全方面维护发挥了巨大作用。

3 实验对比

3.1 实验目的

为检测本文研究的智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法的诊断效果，选用传统人工故障诊断方法和本文研究的故障诊断方法，对已知相同故障的继电保护二次回路进行故障检测，对比二者之间的诊断效率和诊断准确率。

3.2 实验方法

模拟智能变电站系统的工作环境，设置6种常见且典型的继电保护二次回路隐藏故障，在相同的实验环境中，采用本文研究的诊断方法和传统诊断方法，对每种故障进行500次诊断，统计两种方法应对6种故障时的诊断效率和诊断准确率。

3.3 实验结果与分析

根据上述实验方法，在实验环境下进行对比实验，得到的实验结果如图1所示。

根据图1可以明显看出，本文研究的智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法的诊断效率和诊断准确率明显高于传统的人工诊断方法，能够及时、准确地确定故障原因和故障位置，为清除故障、维护智能变电站系统稳定运行做出了巨大贡献。

4 结语

本文通过对智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法进行深入研究，为保证智能变电站系统运行安全、提高设备工作效率、控制智能变电站运行成本提供了保障。当前的故障诊断技术仍有不足，还有很大的优化空间，想要顺应时代发展，满足用户更高的需求，就要改进与升级智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法。

[参考文献]

[1] 白一含.浅议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].绿色环保建材，2018（5）：232.