探究智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术

练春林

（国网盐城供电公司，江苏盐城，224000）

1 二次回路在线监测与故障诊断系统整体架构

此系统通过调度控制中心、继电保护在线监测和故障判断系统、交换机、网络保温记载解析装置、防火墙、保护设备在线监测判断装置构成。当继电保护在线监测与故障诊断系统给智能终端传递数据汇集指令之后，调度端逐步针对变电站二次回路工作形态实施数据汇集操控。汇集的数据通过交换机传送到网络报文记载解析装置，随后处置线路工作数据，方便判断线路工作形态。随后立刻给监测诊断装置传递数据，诊断二次回路有没有异常状况，一旦出现故障，启动设施保护模式，通过解析二次回路故障位置，且参照系统数据库储存线路故障过往数据判断形成线路故障汇总，随后制定出合理处置措施。一旦无法在系统数据库中探寻出相关故障数据，则需在操控页面上展示未找到地类故障数据，请实地勘查处理。

2 智能变电站继电保护二次回路设计

2.1 操控系统设计

（1）利用强电操控，电源筛选直流110V或220V。（2）利用硬接线方法将一次设施与计算机监控系统之间关联一起，数据通信模式被植入到数字化变电站。（3）电源监视回路植入在断路器操控回路中，同时监视跳、合闸回路统一性；且工作形态指示灯正常亮起；防跳设置稳定执行，且具备了机构内部防跳回路；监视回路利用双灯制接线灯光；操作电源消失及回路断线发出警告信号源。（4）远方操控高压隔离开关；10kv及之下供检修隔离与接地开关需就地操控；隔离与接地开关、母线接地开关势必要完备操控闭锁策略，闭锁回路电源独立设置。

2.2 信号系统设计

（1）借助硬接线模式或装置通信模式来汇集计算机监控信号数据，借助强电电压开执行开关量输入回路电压。（2）相同设置单位信号110kV之上，则关联同等测控装置，公用系统信号关联专业公用测控单元。（3）开、闭两个状态量需关联开关状态量。（4）关联极端及监控体系在继电保护及其安全自动装置操作与设置故障信号上面。（5）交流不间断电源、直流体系等设施主要信号连接计算机监控体系。

2.3 测量系统设计

（1）计算机监控体系关联交流测量，利用交流或变送器直流汇集手段来快速达成。（2）1A或5A为测量回路交流电流回路额定电流，100V是交流额定电压回路。（3）计算机监控体系关联到直流体系交流不间断电源体系等设施检测信号上面，需借助直流收集手段或信息通信手段来完成。

2.4 交流电流与电压回路设计

（1）符合一次回路额定电压、最大负荷电流及其短路时动热平稳电流为电流互感器基本诉求。（2）设置用电流互感器原则，则避开产生主保护死区，利用不相同二次绕组到双重化保护电流互感器当中。（3）一个接地点设置在电流互感器二次回路当中，随后设立配电位置，利用端子排接地。（4）符合一次回路额定电压为电压互感器基本诉求。（5）电压互感器一次侧间隔开关开启后，预防二次回路电压反充电。（6）电路关联出现在几组电压互感器次绕组之间存，一点接地务必聚集在继电器内部。（7）施工完继电器室内一点接地电压互感器二次线圈，则要将二次线圈中性点，利用放电间隙或氧化锌阀片来接地。

3 二次回路在线监测数据种类定义及其判断

3.1 数据种类定义

此系统工作牵涉信息囊括了装置运转工作形态数据、异常警报数据、线路保护动作数据等。当中装置运转工作形态数据囊括了装置供电电源电压数据、通道光强、工作场景热度、差动电流、不同支路工作电流等，长期汇总此类信息，从而查看信息有没有处于正常范畴内，进一步高效推断线路有没有出现问题。异常警报数据具体为二次回路产生问题状况下给出警报，主要集中问题情况囊括了SV链路中断、CT和PT断线、线路检修工作状态不统一等。线路保护动作数据通常为保护线路安全工作为准则开启动作，即为在线路工作出现问题状况下给出线路保护指令。

3.2 线路数据收集

此系统通过网络报文记载解析装置，进一步完成二次回路中各线路以及设施形态数据收集工作，毕竟变电站二次回路线路数据复杂多变，站控层与过程层体系繁琐，增添了信息收集困难度，务必把数据冗余问题处置到位，科学调配信息网。要想逐一化解以上问题，此次探究在站端装置位置增添了信息过滤与筛选处置架构，借助此架构来实现信息处置。以至于，此系统二次回路数据信息收集以网络报文记载解析装置为核心，利用信息滤除与筛选处置架构，针对收集信息实施处置，进一步为线路故障判断带来稳定的数据扶持。此系统在线监测数据将线路工作状态及其稳态数据，随后汇总成文本，被当作了链路通断状态判断依据。

3.3 数据判断和警报

把通过处置稳态与暂态文件传送到主站，借助此部分架构中链路巡检模式，查找不同链路工作状态有没有出现问题。假设文件中参数和数据库中参数界定范畴不相符，随即推断出线路工作出现问题。随后启动系统警报功能板块，在操作指挥页面显示问题文件，通过红色图示提醒管控人员。

4 二次回路线路故障诊断与解决措施分析

4.1 二次回路线路故障诊断技术分析

4.1.1 故障诊断基础原理

SV/G0OSE链路诊断基础原理。其主要通过有没有接收到SV与GOOSE信号来当作判断参照，假设指定时段范畴内无接收上述数据，则表明线路无故障，同时生成对应的警告报文，传送到报文记载装置上，随后针对数据实施处置，获得了详尽的故障判断结论。针对直采回路故障判断，SV端口有所不同，增加了链路比较解析困难度，率先需利用预先配置处置，预判可能产生的问题。不仅如此，解析其他二次回路工作形态，解析发生问题的大概率。针对出现问题详细位置，则要把数据传送到几点保护装置，发出预警之后，通过系统管理员利用逐一排除方法来明确故障详细位置。如图1所示。

图1 继电保护SV、GOOSE链路诊断方案

交流回路工作形态判断原理。利用双AD采样方式收集交流回路工作形态数据，借助MNS核算采样值区别性有关信息，获得了采样值偏差核算结论。假设偏差超出了指定范畴，则判断出工作出现问题，且给出线路预警数据。相反无偏差，或偏差核算值在正常范畴内，则表明交流回路无问题。此系统利用采样值比较与差流比较方法，通过设置阈值当做指标，精准判断回路工作形态。如图2所示。

图2 交流回路在线监测与故障诊断实现方案

4.1.2 保护动作判断基础原理

要想全面发挥保护线路效果，则要将保护装置的保护动作自始至终位于平稳工作形态。因此，二次回路工作有没有出现问题的判断，急需保护动作判断。此系统利用率综合解析方法，针对线路保护装置动作判断实施探究。当中校验标准为三个，具体为：保护出口时间差值、装置整组时间特点、动作元件统一性。针对此标准实施校验，随后设置权重，依据标准针对保护装置工作干扰多少，分析出整体推断，进一步明确保护动作有没有出现问题。比如：二次线路出现问题，针对数个支路运转产生干扰，且保护动作不可完成同步工作，筛选干扰较大的支路实施保护，此处理计划对于线路的持续运转干扰较小，结果推断出保护动作无问题。

4.1.3 设计深度不充足

毕竟大多数项目周期较短，设计员需在较少时段内执行庞大的施工图纸设计，致使设计员无空余时段来实地调研，造成设计深度不充足，设计图纸与实地场景大相径庭，严重状况根本不能按照图纸施工，且设计漏项频繁发生；此外，少数设计员实战经历有所欠缺，专业技能水准受限，同时设计企业图纸审查不严格，发生图纸漏项问题。因此，设计深度不充足直接造成整体项目设计功能出现问题，会干扰到项目安全运转，造成项目不可竣备完工的尴尬境地。

4.1.4 没有采取标准与典型设计

变电站二次设计实践中，设计员没有采取标准与典型设计，致使设计整体进度缓慢、设计图纸品质较差。然而，变电站标准设计为变电站设计的主框架与基本技术准则，囊括了不同方案与模块使用方法、流程、案例等，对于指引设计企业实践工程施工产生了积极的影响。标准设计为设计样板与代表，精准利用标准设计可提升设计速率与提升图纸品质的有效方式。

4.2 二次回路线路故障解决措施分析

4.2.1 创建故障处置体系，提高技术员技能

当前，配电网络运营管控高速发展，同时持续植入了国际先进技术，囊括了创新原料、设施及其技术等，要想保证实时采集电力网络工作状态下实时信息，且针对有关缺陷与故障实施处置，则要电力单位在电网中创建继电保护装置运转故障管理系统，贯彻执行检测二次回路装置工作状态，强化管理员技能提高，定期组织相关技术员参与培训，使其能够熟练地掌控机电保护装置操作方法，同时利用等级考核方法来判断学习成果，且设立对应奖励与处罚制度，进一步督促相关技术员积极提升自身技能水准，加强处置应急事件的解决技能，降低故障损失率。

4.2.2 提升整体设计深度

设计员不仅要制定设计相关内容，同时需针对实地实施调研，方才可以设计出切合实地的设计方案。设计深度务必符合规范标准，防止发生设计功能基础缺陷，且需要具备适量超前性。不仅如此，设计企业务必强化设计管控，确保派遣有丰富实战经验的设计人员来执行设计任务，同时完备相关单位内部审查机制，严格把控设计整体品质，最终方才可设计出符合设计深度的最终方案。

4.2.3 利用标准与典型设计

变电站标准与典型设计在特定时段内呈现出共同性，其具备统一模式诉求，技术上娴熟、费用投入比较合理，适用范畴极为普及，其逐渐成了工程建造标准化的主要措施，结果成了现代化工程建造的关键方法。利用标准与典型设计，更有助于确保整体设计品质，提升工程品质，降低劳动强度；更有助于推广创新技术，提升工作效率，加速建造进度；更有助于节省建筑原料，缩减费用投入成本，提升经济收益。

4.2.4 科学筛选及其配置二次回路设施

在二次回路设计过程中，设计员务必针对二次设施筛选与配置遵照《火力发电厂变电站二次接线设计技术规程》来贯彻执行。科学筛选把控与信号设施，针对控制开关、防跳继电器等筛选切合二次回路标准，针对二次回路保护设施，比如：控制开关或熔断器实施科学筛选与配置，且设立监视流程。

5 网络异常状态监测与警告测试分析

5.1 测试相关内容与方式

此次测试针对系统信息收集、故障诊断及其警报来分别实施测试，具体功能测试方式为：（1）信息收集功能测试，主要借助网络报文记载解析装置采集线路1或线路2电压数值，查看接收端信息和实践信息有没有出现偏差，进一步诊断信息收集功能板块当中数据过滤机筛处置有没有产生效果。（2）故障诊断及其警报功能检测，针对SV/G0OSE链路、交流回路工作状态有没有产生异常来作为诊断依据。假设出现问题，随即查看有没有给出警报。

5.2 测试结论解析

（1）信息收集功能测试结论，此系统收集终端输出线路1与线路2电压数值和实践数值基本一致，因此，此系统能够精准收集二次回路数据。（2）故障诊断功能与警报测试结论，此次测试通过两条SV/G0OSE链路，两条交流回路当做故障判断对象，详尽故障判断测试结果统计如表1所示。

表1 故障诊断测试结果统计表

以上故障判断结果表明，此次系统能够精准判断出二次回路故障工作形态，在线路运转发生问题时，自主发生警报数据。

6 结语

文章深入研讨了二次回路运转工作状态监测方式及其线路故障诊断问题，参照变电站继电器工作基本原理，针对二次回路运转工作状态监测功能板块实施设计，且研发对应的故障诊断子系统，被当作了二次回路智能化管控工具。最终测试结论显示，此系统能够精准收集二次回路工作数据，高效判断二次回路故障工作形态，对于线路出现运转问题状况，自主给出警报数据。