电力系统继电保护二次回路相关问题研究

海南炼油化工有限公司 李 杰

伴随着我国社会经济的不断发展，电力消费总体需求也发生了较大改变。为了加快电力二次线路的优化和更新，电力二次线路在长时间应用过程中，要保证电力二次线路的正常运转，为电力系统的工作奠定基础。电力系统中的次级回路一般可划分成保护回路、控制回路、通信回路以及探测回路。如果电力二次线路发生了故障，那么必然会导致整个电力供应的问题。因此，为了能够更好地维持供电的安全性，必须注重对电力二次回路问题的分析，并针对问题的存在，采取适当的防范措施。笔者结合自身实际工作经验，基于本公司的实际工作内容对电力系统继电保护二次回路相关问题进行研究。

1 智能变电站继电保护二次回路在线监测系统概述

智能变电站继电保护的功能是对智能变电站展开实时稳定地监测和分析，其可以在有效地反映电力参数内容的同时，还可确保感应环节、测控环节以及技术指标管理环节都能够落实到位。

1.1 应用特点

第一，继电器本身的测试和控制方法比较独特，在正常的工作条件下，继电器的组件数目多，但是相应的控制线数目却较少。所以，为了确保系统操作的灵活性，要以智能技术体系为依据，进行合理的划分，确保设备和继电保护环节之间的匹配[1]。

第二，在继电器操作体系中，对紧急情况下的纠错处置方式更加科学。当变电站发生异常状况时，可通过相应的技术方案来对调整效果进行优化，进而在不需要人为介入的情况下，通过预先设置的程序来解决有关问题，最大限度地保证智能变电站继电保护二次回路的稳定[2]。

第三，对继电器的监控。利用自动化技术，对性能进行实时性的管控和监控，并根据监控的数据来引导接下来的工作，使监控的次数和管理的水平得到最大限度地提升，同时还可以对细微的改变进行快速的校正，从而保证保护控制工作有效实施。

1.2 收集信息类型

1.2.1 供电设备信息

在智能变电站继电保护二次回路的应用中，要实时地监测和分析设备的状态信息，并且充分了解，然后更利用专门的检测和分析手段进行信息的管理，并与之建立相应的反馈机制，以保证其监测的效果。在该实时监测平台上，对其本身的软件和硬件进行监测，并对其电流参数，工作环境参数，温度参数等进行数据的收集和处理，以提高对采样信号和阶跃信号的监测[3]。

1.2.2 工作自检信息

在实际应用中，智能变电站继电保护二次回路要实现自我检测和自我告警，对各组件则要进行异常信号和信息的反馈管理，其中线路告警、保护告警、设备告警等是最重要的组成部分，也是最重要的组成部分。

链路报警。体现为设置值数据和面向通用对象的变电站事件数据，在传输上，主要是借助GOOSE 报文进行状态信息的获得和处理，如图1所示。同时，SV 消息发送的抽样数据也可以对以后的有关工作进行更直接地分析。并且，能够实时判断由TRX 引起的无线链路告警，并对其进行误码率、载波频率等方面的分析和评价，进而提高系统的性能。

防护报警。是指在电路中发生的各种保护的情况下，利用信号反馈的过程，实现报警控制，并以此来进行后续的故障诊断与监控。比如，在电力企业中，差动保护的连接模式选择64kB/s 复用信道，可以实现综合业务接入设备的同时接入多路保护设备，并与保护告警的需求相结合，可以成功地进行告警控制，以方便提升处理效率。

设备报警。导致装置告警的原因有很多，因此加大了对其进行信息和数据采集的困难，在真实的报警分析中，包含了装置掉电、电气闭锁等信息。

1.2.3 保护动作反馈信号

要确保智能变电站继电保护二次回路的运行稳定，要注意外部因素，在构建快速保护动作反应机制的时候，要对限时过电流保护、电流速断保护、变压器差动保护等展开管理，确保保护信号和出口信号处理规范能够达到应用预期，为工作人员准确地记录信息数据，并对回路状况进行排查。

1.2.4 工作状态信息

笔者结合自身实际工作经验，根据本公司通信系统工作状态，拟以SV 与GOOSE 两类通信系统为研究对象，采用无网络或无网络环境下的通信方式，通过对系统运行状态的分析，实现对系统运行状态的实时优化。为了确保系统运行管理的稳定效果，需要对稳定控制装置的工作信息展开采集和管理，并对报文数据内容、数据记录时间、数据同步信号传送过程、维修状态等详细内容进行详细说明。

1.3 新系统结构布局

该系统由主站系统、站端设备等组成。

1.3.1 主站系统

通常情况下，是在省调调度端设置一个主站系统，与之相匹配的站端，就会与数据采集内容相结合，设置一个网络报文记录分析装置，这样可构建出一种便利化的管控模式，并且不需要在变电站结构上增加其他的设备。此外，对于新建的变电站，要对站端的数据采集与控制进行集成，保证主站系统能够满足在线监测与诊断的要求。

1.3.2 站端装置

站端设备的主要用途是对数据进行收集、总结、梳理对多余的数据进行筛选，当通讯网络发生异常故障时，站端能够根据具体情况快速作出应对，并以报文的方式将数据直接传送给主站，从而更好地进行综合诊断。

1.3.3 信息采集系统

根据站端信息管理的需要，构建以数据摘要为基础的信息收集应用系统，以提高在线监控与故障诊断的使用效能。比如，网络消息记录分析装置可以构建出一个以一定的时间间隔为状态文件的稳态文件传送模式，通过对其进行统计和分析，就可以获得数据的长期运行变化规律，从而为二次设备状态科学化管理提供了保证。

此外，要对数据的变化情况和变化趋势进行分析，归纳出二次回路工作的变化，以便能够形成相应的文件信息，在适当时上传，并将其汇总到控制中心，保证其后续工作的顺利进行。

2 智能变电站继电保护二次回路在线监测故障诊断内容

与智能变电站应用管理的基本要求相结合，笔者结合自身实际工作经验，对本公司在线监控过程进行了优化，并构建了一个更为可控和科学的诊断管控机制，以保持一个较好的应用效率，保证了运行状态评估的最佳效果。

2.1 链路诊断策略

根据本公司在线监控系统的工作状况，在过程级构建SV/GOOSE 信号分析平台，保证在一个周期内，接收端能够获得全部的信息，从而方便地实现标准化预警。当发生故障时，若设备使用了一个统一的源网采，网跳回路，就可通过比较传输方式更好地构建了一个数据对接方式。通过比较分析多个收发端的多源信息，进一步确定链路异常的发生地点，进而提升系统的综合集成与控制管理效率。若在现实条件下无法进行链路对照监控，就要提前设置对应的配置方式，并对其进行全方位的收集，再与二次设备网络采集回路的现实条件相结合，对其故障点的异常信息的概率进行全面的分析。

2.2 交流回路状态诊断

在二次环路交流量的在线监控与评价中，要利用继电保护与网络消息分析设备来对交流流量进行管理，并结合全面评价流程来实现对其的诊断与分析，从而更好地提高了状态诊断的管理水平。与当前国内的智能变电站发展状况相联系，可以看出通常是利用双模拟数字采样处理模式，并对双层防护体系进行配置，根据继电保护装置就能在多媒体消息业务处理控制的基础上，将样本数值进行归纳，从而更好地对二次回路故障状况进行判断。

2.3 智能变电站不停电检修技术

在公司智能变电系统日常维护工作中，使用在线监测和带电检测的不停电检修技术，可以保证电力系统的稳定运行，并且不需要停电，可以随时进行检修，从而可有效地提升供电回路的运行效率。首先，对一次设备停电继电保护检修，已经不能满足现代社会发展的现实要求，因此必须积极采取，继电保护不停电检修的方式，使运行保护完全停止使用，减少了整个继电保护的停电时间，保证了供电的可靠性和稳定性。

其次，在低电保护应用的过程中，通过设置二次回路、逻辑模拟量测试、绝缘测试等，可对电子式互感器GOOSE 传输机制进行全面地运用，并可以对整个电路回路进行自动化监控。LED 装置大修时，也可采用安全隔离的方式替代全部数字信号网络，从而提高继电保护不停电大修技术的应用水平，在电力继电保护二次回路不停电大修时，也要暂停智能终端，必要时要取下GOOSE 光纤，防止光纤头部被污染。

3 网络信息异常状态监测及告警测试

3.1 测试内容及方法

为检验本文提出的检测二次电路故障的方法，进行模拟试验，重点对三个功能进行了测试，即信息收集、故障监控和报警。假设二次回路的三相电压为260kV，系统原负载为53kW，交流电压迭代周期为25，电机空载电压为26V，在模拟模型中，故障样本数据为1200个。

详细步骤如下：利用网络消息记录分析设备，收集线路1、线路2的电压值，并观察比较接收端的数据与实际数据的吻合程度，从而判定信息收集功能模块能否正确地收集和筛选数据；采用一种故障监视和报警试验法，通过监视两个SV/GOOSE 链路和两个AC 环路的状况，看其在出现问题时能否正确地发送报警信号，从而判定其诊断和报警功能是否正确。

3.2 测试结果分析

经测试，信息采集功能模块所测得的电压值和线路2的电压值与实测值相符，表明所设计的测量方法可精确、高效地完成二次电路的测量。对两个SV/GOOSE 电路及两个AC 电路进行了故障监视与报警函数试验，试验结果见表1。

表1 故障监测及故障告警功能测试结果

从表1可知，本监控系统能对二次电路的失效状态进行精确而高效的监控，并能在线路运转中发生失效时，及时给出报警信息。

智能变电站继电保护二次回路的管理工作有着较大作用，技术部门要根据具体的操作条件，以及使用的需求来进行相应的工作，保证在线监测和故障诊断技术的处理结果达到最佳状态，通过一种科学的评估方式，以及一种检查监督机制来保持其工作的高品质，从而减少其存在的安全隐患，为变电站的可持续、健康发展打下一个良好的基础。