智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术研究

卞凯鸣

（国网泰州供电公司，江苏泰州，225300）

1 继电保护与二次回路现状分析

我国的电力行业在发展初期还远远落后于发达国家，但是经过多年的发展，继电保护，二次回路等电力系统已成为电力安全和稳定的基础，总体水平正在不断提高。我国拥有完整的继电保护技术体系。无论是设计和开发继电保护系统，还是安装，调试或维护保护装置，们都已经达到了高水平或最先进的水平，并且已经成为微机保护的一项重大发展。通过将计算机技术应用于继电保护，可以完全保护的电力设备。当前，诸如神经网络继电保护，自适应继电保护和暂态保护等先进的智能保护理论正在不断发展。将来，继电保护将更加集成化和智能化。此外，计算机技术已更好地应用于辅助设备功能的组合和优化，从而显着提高了自动控制和监视功能。在智能电网的建设和发展中，有必要从基础技术入手，建立电网结构的技术基础，以掌握电网发展的技术举措，并在以下领域的激烈竞争中获得优势。国内外电源技术。在智能变电站的日常工作中，用通信网络代替常规的二次电路，用数字信号代替物理的电信号，以实现对继电保护的继电设备的信息管理。其中，网络消息设备是用于记录和分析智能网络的运行状态的实时监视设备，并且可以存储和分析消息信息并实时监视网络流量以测试操作状态。当前次级环路中的监视工作本文中，专家根据网络消息信息分析了次级设备异常的原因，但是消息记录信息又庞大又复杂，因此网络消息设备会进行中继。核心消息信息的目标提取与二次回路的运行密切相关，以进行综合分析，在线监测二次回路和故障已成为当前实现的主要思想。

2 电力系统继电保护二次回路的优点

在我国电力系统改造升级过程中，智能电网已逐渐成为电力系统发展的重要趋势。建立智能电网可以提高供电系统的整体运行质量，确保经济效益和安全性。电力系统的稳定性。由于电力系统的继电保护二次回路，独特的组织结构非常简单，施工成本相对较低，体积小，重量轻。二次电路可以快速执行二次电路的维护和修理。由于继电保护二次设备的内部结构非常复杂，继电保护设备的运行效果得到了全面提高，故障判断更加准确，电网的稳定性得到了充分的证明。继电保护的二次回路可实现自动控制。对运行过程中的故障做出快速响应，确保对电力系统进行全面的全天候实时检测，并确保电力系统稳定运行。电力系统还可以提高电磁屏蔽能力，以保护继电器使用的次级电路。总体而言，通过在电力系统中充分利用继电器保护的二次电路设备，可以显着节省人力和物力，并且成本可以有效地提高电力公司的经济效益。

3 在线监测信息种类

3.1 警告信息

通常，警告信息大致分为三种：开关值错误警告，采样值错误报告和设备错误报告。其中，开关值异常警告主要包括GOOSE链路中断，开关值异常，GOOSE维护不一致，采样值异常报告主要包括SV异常信息，SV维护状态不一致，SV链路中断，CT/PT，包括切割等设备异常报告主要包括异常停工，异常停电等。这些问题是继电器保护次级电路的一般异常报告信息。在线监控与故障诊断系统发送异常警告信息后，工作人员必须快速评估并排除故障。

3.2 设备操作信息

仪器操作信息是在线监视和故障诊断系统的关键数据源之一，主要包括采样数据，开关数据和仪器自检数据。主要包括设备的工作温度，电源电压，支路电流等。在线监测/故障诊断系统根据这些数据信息，通过将其与数据库的预设参数进行核对，快速确定设备的异常运行情况，及时记录并保存异常运行数据，并进行有效的维护。和失败。诊断。数据支持。

3.3 SV/GOOSE状态信息和动作保护

SV状态信息和GOOSE状态信息是由诊断数字消息和消息格式而不是在操作过程中由电气设备生成的记录文件。SV状态信息主要包括相位精度，双AD一致性，幅度精度和数据有效性。如果继电保护次级电路发生故障，则SV状态信息和GOOSE状态信息将显示为乱码，丢失或过度显示。在长期情况下，可以监视和分析两种状态信息，以便及时确定智能变电站是否有故障。

4 继电保护二次回路在线监测与故障诊断原理

4.1 SV/GOOSE链路诊断原理

如果在指定时间内未将有效的GOOSE和SV信息传递到接收设备，则会发出预警。例如，继电保护器的SV链路异常，直接干扰继电保护器以获取系统数据。此时，链路断开警报消息通过站点控制层MMS发送，同时，网络消息记录和分析设备同步获取。这部分消息信息。在网络获取和网络跳回环路之间有一个一致的系统观察源，可以监视和比较发送方和多个接收方之间的链接状态，并根据每个设备发送的链接警报消息准确地确定链接异常，然后进行分析。直接挖掘组和在线挖掘SV端口之间存在很大差异，并且无法比较和监视链接。这就是为什么很难查明故障位置的原因。其他辅助设备的网络挖掘组可以使用继电器保护来获取有关各种故障点的统计信息。设备警报可识别直接跳转循环中无法获取比较信息的故障。

4.2 交流电路状态诊断

网络消息记录和分析装置以及继电保护装置收集流量并实时监视二次电路的流量。智能站通常采用双重AD采样的方法来实现双重保护的目标。将MMS发送的双AD采样值与两组保护采样值进行比较。完成综合采样警报后，很明显，至少有一组继电保护交流电路异常，这为继电保护装置提供了异常的次级电路。系统将网络消息记录和分析设备SV发送的采样值与继电保护设备MMS进行比较，如果两者形成相对合理的错误，则不会提前发生SV断开链接警报。采样环工作正常。电气保护设备对应的采样电路正常，但网络子设备和保护设备获得的采样值均在正常水平以上。

4.3 防护性操作诊断原理

（1）双配置保护装置。严格检查保护器AB组的操作，以使继电器保护器更正确地工作并强调其定时。根据GOOSE切换时间，可以准确计算时间差，比较保护过程的动作组件的特征，系统会知道保护动作是否正确。（2）单个重配置保护设备。通过将模拟单配置保护设备与网络消息记录和分析设备进行全面比较，科学地监控交流电路。该系统将上述设备获得的信号进行比较，以完整了解开关电路的工作状态。同时，可以有效地将变化量的模拟量与单个保护操作逻辑集成在一起，以确定保护措施是否正确。二次电路故障诊断的主要内容是快速识别二次电路故障。如今，智能变电站的次级电路通常是光纤通道和光交换设备，故障诊断系统可以快速识别通道中的异常情况，并且保护设备，交换设备或特定区域是否存在故障。节省搜索时间，节省光纤辅助系统故障的时间，从而稳定电源。根据站点范围内的网络消息，辅助设备状态监视信息，交换设备网络数据，全面的站点范围内的网络体系结构，SCD配置，物理端口等，准确识别通道的故障部分。

5 智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术的应用及效果

5.1 如何应用技术

5.1.1 信息的获取和收集

在智能变电站中，继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统有两种获取和收集信息的方式。一种是数据由测量和控制设备传输。当次级电路运行时，系统的传感器可以：实时收集操作信息。然后，信息通过GOOSE，SV网络配置传输到测量和控制设备。测控设备接收到信息后立即对其进行处理。使其成为标准消息，并将其报告给的监视系统。允许工作人员监视次级电路的运行状态。然后通过网络分析仪传输数据。当辅助环路正在运行时，系统传感器还可以收集信息并将其发送到网络分析仪。捕获信息后，网络分析仪将其存储在处理层中，并在在线监视信息消息的同时分析信息消息。分析完成后，该消息以MMS格式发送到监视系统，以供员工使用。

5.1.2 物理链路监控和故障诊断

以物理链路内的光纤链路为例。如果系统正在运行，则接收器必须完成对系统光纤通信的监视。如果光纤链路变得异常，则接收器将无法接收次级回路的操作数据。此时，表明次级环路的光纤链路已发生故障。当与异常光纤链路相对应的所有发送端口相互匹配时。故障主要集中在信息发送器，光纤和接口端口上。工作人员可以使用以上功能确定次级电路故障的原因。假设所有光纤链路均异常并且相应的传输插件彼此一致，则可以确定故障发生在插件位置。此时，工作人员只需维护次级电路插件即可解决故障。假设光纤链路异常，对应的传输设备是相同的。可以确定次级电路的故障是由发送侧的设备引起的。此时，请修理以上设备以解决故障。

5.1.3 逻辑链路监视和故障诊断

通过查看该消息，工作人员可以确定次级电路的逻辑链路（用于继电保护）是否存在问题。具体方法如下。首先，将SCD文件导入的在线监视系统。阅读GOOSE网络配置，SMV和数据集。其次，在检索读取的数据之后立即构建FCDA，以建立与GSE和SMV的关联。第三，搜索通信节点以确定发送者，接收者和端口信息是否正确。使用上述方法搜索后，发送配置和接收配置之间是否存在差异。系统立即发出警告信号，以通知相关方逻辑链接有问题。员工可以根据系统发出的预警来识别并解决故障原因，以便辅助回路中的逻辑链接可以正常工作。

5.2 技术的应用效果

通过现场模拟测试，观察到了应用该技术的效果，结果表明，在发生二次电路故障的情况下，在线故障检测和故障诊断系统可以立即识别故障。以上测试分析结果表明，在线监测和故障诊断技术的应用可以有效提高二次回路故障的检测效率，提高电网运行的安全性和稳定性。

6 结束语

考虑到缺乏智能站常用的二次回路在线监测和诊断功能，考虑了实际的二次设备配置，对网络子设备的功能进行了优化和改进，使其具有很高的适用性。已经提出了一种容错型智能变电站继电器。电气保护次级电路的在线监视和故障诊断方法该系统框架可以支持辅助故障调查决策，并确定整个网络的继电保护级别。仅用于筛选，比较和全面分析相关的通讯消息。运维效率和效益。改善系统的运行水平，促进电力公司的发展也很重要。