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        智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法研究

        2020-08-31 05:41:24何德恩
        機(jī)電信息 2020年17期
        關(guān)鍵詞:二次回路智能變電站繼電保護(hù)

        摘要:為了提高智能變電站的運(yùn)行安全性和工作效率,減少維修成本,彌補(bǔ)傳統(tǒng)故障診斷方法的不足,對智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法進(jìn)行了深入研究,分析了二次回路故障檢測方法和診斷流程,通過設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn),對所提二次回路隱藏故障診斷方法的診斷效率和準(zhǔn)確率進(jìn)行了驗(yàn)證,為智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法的更新與優(yōu)化提供了新的方向。

        關(guān)鍵詞:智能變電站;繼電保護(hù);二次回路;故障診斷

        0 引言

        為更好滿足用戶的用電需求,智能變電站應(yīng)運(yùn)而生。本文針對智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法[1]進(jìn)行深入研究,簡單介紹二次回路常用的兩種故障檢測方法和診斷流程,重點(diǎn)介紹SV鏈路故障診斷方法、交流回路故障診斷方法以及保護(hù)動(dòng)作故障診斷方法,并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),將本文介紹的故障診斷方法與傳統(tǒng)故障診斷方法進(jìn)行對比,以證明本文研究的故障診斷方法的高效性和精準(zhǔn)性,能夠有效減少安全事故的發(fā)生概率,維護(hù)智能變電站系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行,減少維修費(fèi)用。

        1 傳統(tǒng)智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障檢測方法

        常用的智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障檢測方法有安裝萬用表和外加電源法兩種。安裝萬用表是傳統(tǒng)的檢測方法,萬用表是常見的檢測工具,不僅可以檢測二次回路各個(gè)節(jié)點(diǎn)的連接狀況,還可以測量某一段電氣回路的電流與電壓。但在實(shí)際檢測工作中,依賴萬能表檢測繼電保護(hù)二次回路隱藏故障的誤差較大,只能應(yīng)用于普通的二次回路檢測,而不適用于高危險(xiǎn)回路的檢測。外加電源法是一種高精度的二次回路檢測方法,通過外加電源構(gòu)建閉合回路,模擬常見的短路故障,獲取電路節(jié)點(diǎn)兩端的電流波形和電壓波形,還可以測量鏈路的傳輸頻率,為繼電保護(hù)二次回路隱藏故障的診斷提供了實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的檢測數(shù)據(jù),提高了診斷精準(zhǔn)率,是以傳統(tǒng)檢測方法為基礎(chǔ)研發(fā)出來的新型檢測方法[2]。

        2 新型智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法

        智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法主要分為SV鏈路故障診斷方法和交流回路故障診斷方法、保護(hù)動(dòng)作故障診斷方法3種,其中,SV鏈路故障診斷方法針對鏈路隱藏故障,交流回路故障診斷方法針對普通電路和節(jié)點(diǎn)隱藏故障,保護(hù)動(dòng)作故障診斷方法適用于保護(hù)裝置本身故障的診斷。在智能變電站開始運(yùn)行后,繼電保護(hù)二次回路會對一次設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,數(shù)據(jù)參數(shù)發(fā)生改變或有異常時(shí),系統(tǒng)大致判斷隱藏故障類型,選擇相應(yīng)的故障診斷方法進(jìn)行進(jìn)一步的故障診斷、故障位置鎖定以及故障清除。

        2.1? ? SV鏈路故障診斷方法

        SV鏈路是智能變電站工作系統(tǒng)中的傳輸鏈路,通過傳輸系統(tǒng)可識別的SV信號實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)間的信息傳遞。因此,當(dāng)SV鏈路出現(xiàn)隱藏故障時(shí),不僅鏈路本身的故障信息無法傳遞,還會限制系統(tǒng)的傳輸功能,導(dǎo)致智能變電站無法正常工作,信息無法傳遞可能會導(dǎo)致更大的故障。因此,制定SV鏈路的故障診斷措施尤為重要。為克服SV鏈路發(fā)生故障無法傳遞故障信息這一困難,首先對SV信號的接收端進(jìn)行相應(yīng)設(shè)置,若接收端在規(guī)定時(shí)間范圍內(nèi)沒有收到相應(yīng)的SV信號,則默認(rèn)SV鏈路發(fā)生故障并發(fā)送相應(yīng)的故障指令,系統(tǒng)會緊急處理故障,盡量較小損失。然后對SV鏈路的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行預(yù)設(shè)置,當(dāng)檢測到的SV鏈路參數(shù)與預(yù)設(shè)置參數(shù)出現(xiàn)不一致時(shí),檢測系統(tǒng)會自動(dòng)觸發(fā)故障警告,系統(tǒng)將介入到SV系統(tǒng)中,將監(jiān)測頻率與設(shè)置頻率進(jìn)行對比分析,明確故障發(fā)生的時(shí)間以及故障位置,從而提高二次回路隱藏故障的診斷效率,有利于設(shè)備的檢修和維護(hù)[3]。

        2.2? ? 交流回路故障診斷方法

        交流回路發(fā)生故障的主要現(xiàn)象有節(jié)點(diǎn)連接斷開、回路斷線相的相電壓下降而其他兩相的相電壓正常、萬用表指示不正常等。針對普通電路和節(jié)點(diǎn)隱藏故障診斷,交流回路故障診斷相較于SV鏈路故障診斷難度系數(shù)較低,通過對比監(jiān)測數(shù)據(jù)和保護(hù)裝置數(shù)據(jù),從而判斷交流回路是否存在故障。交流回路診斷方法采用雙重保護(hù)措施,在進(jìn)行故障診斷的同時(shí),也能對診斷系統(tǒng)本身進(jìn)行保護(hù)。除此之外,對監(jiān)測數(shù)據(jù)的采樣采用雙AD采樣方式,通過合并單元實(shí)現(xiàn)A/D線路的轉(zhuǎn)換,可以對兩個(gè)AD進(jìn)行同時(shí)采樣,從而獲得兩路的監(jiān)測數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)電流、電壓等監(jiān)測數(shù)據(jù)的同步對比,經(jīng)過監(jiān)測數(shù)據(jù)對比分析,判讀數(shù)據(jù)參數(shù)是否在正常參數(shù)浮動(dòng)范圍內(nèi),若超出正常范圍,則可認(rèn)定故障發(fā)生在交流回路內(nèi),從而根據(jù)基本異?,F(xiàn)象判斷交流回路故障類型,細(xì)化檢測數(shù)據(jù)異常區(qū)域,確定發(fā)生故障的回路位置,將診斷結(jié)果發(fā)送到保護(hù)系統(tǒng),以便維修人員進(jìn)行故障的清除處理。

        2.3? ? 保護(hù)動(dòng)作故障診斷方法

        保護(hù)動(dòng)作故障診斷方法以裝置的監(jiān)測狀態(tài)為判斷指標(biāo),遵循一致性原理,保證保護(hù)裝置的保護(hù)時(shí)間差和動(dòng)作的一致性,通過對比模擬量和校驗(yàn)開關(guān)量,判斷保護(hù)裝置所發(fā)出的保護(hù)動(dòng)作是否正確的同時(shí),確保保護(hù)裝置的運(yùn)行時(shí)間。若保護(hù)裝置的保護(hù)動(dòng)作超過了正常范圍,則認(rèn)為保護(hù)裝置內(nèi)部發(fā)生了故障,根據(jù)模擬量和開關(guān)量與正常值的比對結(jié)果,尋找差異量進(jìn)行診斷分析,確定錯(cuò)誤保護(hù)動(dòng)作和開關(guān)閉合情況,提醒系統(tǒng)排除故障,若系統(tǒng)本身無法解決,需要人工參與,會向系統(tǒng)發(fā)送指令,對系統(tǒng)的全方面維護(hù)發(fā)揮了巨大作用。

        3 實(shí)驗(yàn)對比

        3.1? ? 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/p>

        為檢測本文研究的智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法的診斷效果,選用傳統(tǒng)人工故障診斷方法和本文研究的故障診斷方法,對已知相同故障的繼電保護(hù)二次回路進(jìn)行故障檢測,對比二者之間的診斷效率和診斷準(zhǔn)確率。

        3.2? ? 實(shí)驗(yàn)方法

        模擬智能變電站系統(tǒng)的工作環(huán)境,設(shè)置6種常見且典型的繼電保護(hù)二次回路隱藏故障,在相同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中,采用本文研究的診斷方法和傳統(tǒng)診斷方法,對每種故障進(jìn)行500次診斷,統(tǒng)計(jì)兩種方法應(yīng)對6種故障時(shí)的診斷效率和診斷準(zhǔn)確率。

        3.3? ? 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

        根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)方法,在實(shí)驗(yàn)環(huán)境下進(jìn)行對比實(shí)驗(yàn),得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

        根據(jù)圖1可以明顯看出,本文研究的智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法的診斷效率和診斷準(zhǔn)確率明顯高于傳統(tǒng)的人工診斷方法,能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地確定故障原因和故障位置,為清除故障、維護(hù)智能變電站系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行做出了巨大貢獻(xiàn)。

        4 結(jié)語

        本文通過對智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法進(jìn)行深入研究,為保證智能變電站系統(tǒng)運(yùn)行安全、提高設(shè)備工作效率、控制智能變電站運(yùn)行成本提供了保障。當(dāng)前的故障診斷技術(shù)仍有不足,還有很大的優(yōu)化空間,想要順應(yīng)時(shí)代發(fā)展,滿足用戶更高的需求,就要改進(jìn)與升級智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱藏故障診斷方法。

        [參考文獻(xiàn)]

        [1] 白一含.淺議智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)[J].綠色環(huán)保建材,2018(5):232.

        [2] 葉遠(yuǎn)波,紀(jì)陵,黃太貴,等.面向狀態(tài)檢修的智能變電站二次設(shè)備公共信息模型擴(kuò)展研究[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制,2018(18):49-58.

        [3] 劉琨,黃明輝,李一泉,等.智能變電站故障信息模型與繼電保護(hù)在線監(jiān)測方法[J].電力自動(dòng)化設(shè)備,2018(2):210-216.

        收稿日期:2020-06-05

        作者簡介:何德恩(1971—),男,四川蓬溪人,工程師,研究方向:繼電保護(hù)試驗(yàn)及故障處理。

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