劉景久

(國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司淮安運(yùn)維站，江蘇淮安,223001)

0 引言

隨著我國(guó)通信技術(shù)的飛速發(fā)展，變電站通信網(wǎng)絡(luò)已初步取代了二次電路，變電站的集成自動(dòng)化系統(tǒng)也在發(fā)展過程中體現(xiàn)了二次電路網(wǎng)絡(luò)的智能性和特點(diǎn)。智能變電站已經(jīng)出現(xiàn)，可以更好地滿足用戶的電力需求。在本文中，我們將詳細(xì)研究如何診斷智能變電站繼電保護(hù)二次回路中的隱藏故障，重點(diǎn)是SV鏈路故障診斷和檢測(cè)二次回路中兩個(gè)常用故障。將簡(jiǎn)要介紹方法和診斷。方法，交流電路故障診斷方法和保護(hù)措施通過故障診斷方法和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，本篇為何在那個(gè)主要是對(duì)交流電路故障診斷以及保護(hù)問題進(jìn)行論述分析，同時(shí)在其中通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)本文所介紹的故障問題進(jìn)行解決，從中學(xué)習(xí)診斷方法，使其具備一定的準(zhǔn)確性。穩(wěn)定降低變電站系統(tǒng)的運(yùn)維成本，從而有效降低安全事故發(fā)生的可能性，降低維護(hù)成本。

1 智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)潛在問題的診斷

1.1 隱藏故障檢測(cè)與診斷

靜態(tài)狀態(tài)下的隱藏問題檢測(cè)。通過對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)的分析，可以看到與繼電保護(hù)系統(tǒng)有關(guān)的數(shù)據(jù)具有參考價(jià)值。這些數(shù)據(jù)的存在對(duì)于機(jī)電設(shè)備的安全可靠性有著重要保障，比方說通過變壓器以及其他電力線系統(tǒng)手機(jī)信息，能準(zhǔn)確的診斷電力設(shè)備存在的隱患問題，同時(shí)也能進(jìn)一步的保障數(shù)據(jù)信息的實(shí)時(shí)性，從而提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。

1.2 繼電保護(hù)測(cè)量數(shù)據(jù)的檢測(cè)與診斷

1.2.1 操作故障檢測(cè)與診斷技術(shù)

智能變電站的繼電保護(hù)逐漸彼此形成了相鄰電路組件的保護(hù)效應(yīng)，之后通過基點(diǎn)保護(hù)系統(tǒng)的查分?jǐn)?shù)據(jù)測(cè)量信息，能逐漸實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的邏輯，從而準(zhǔn)確評(píng)估每一個(gè)設(shè)備，之后發(fā)現(xiàn)問題，并且進(jìn)行解決。

1.2.2 當(dāng)保護(hù)繼電器工作時(shí)，測(cè)量值發(fā)生變化

如果在每個(gè)電力線的保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)中都會(huì)產(chǎn)生相同數(shù)據(jù)故障，那么其中一定具備極強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。除此之外電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)也是可以互相作用，這有助于及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)中的隱患。

1.2.3 問題計(jì)算與評(píng)估部分

計(jì)算以及測(cè)量部分對(duì)于基點(diǎn)保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合處理，并且該部分的信息以及繼電保護(hù)裝置的組件有著緊密聯(lián)系，還能不斷提高測(cè)量以及計(jì)算部分的可靠性，防止線路出現(xiàn)問題，報(bào)賬系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

1.3 在不同地點(diǎn)或同一地點(diǎn)使用不同設(shè)備測(cè)得的繼電保護(hù)系統(tǒng)的數(shù)值關(guān)系

電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中智能變電站的保護(hù)系統(tǒng)如出現(xiàn)問題會(huì)威脅其正常運(yùn)行。繼電保護(hù)并不是對(duì)電量進(jìn)行檢測(cè)，而是計(jì)算其電流以及電壓。當(dāng)電網(wǎng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，很難直接發(fā)現(xiàn)隱患，但是電網(wǎng)的變化很可能引起潛在的問題，危及繼電保護(hù)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

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

對(duì)于智能變電站當(dāng)中的繼電保護(hù)，其二次回路的隱性故障診斷主要有交流會(huì)路、SV鏈路以及保護(hù)動(dòng)作三種故障診斷方式。SV鏈路診斷主要針對(duì)于鏈路的隱性故障問題。交流回路鼓掌主要針對(duì)于電路以及各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的隱患，保護(hù)動(dòng)作鼓掌診斷主要是保護(hù)裝置的自身故障診斷。當(dāng)開始運(yùn)行之后，繼電保護(hù)刺激電路需要實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)控，當(dāng)參數(shù)發(fā)生變化之后，系統(tǒng)會(huì)判斷故障烈性，之后選擇核實(shí)的診斷方式，以便合理、快速清除故障。

智能變電站繼電保護(hù)二次回路隱性故障診斷方法主要分為SV鏈路故障診斷方法，AC回路故障診斷方法，保護(hù)性操作故障診斷方法和SV鏈路故障診斷方法。交流回路故障診斷方法主要針對(duì)普通電路和節(jié)點(diǎn)的隱患，而保護(hù)性操作故障診斷方法則適用于診斷保護(hù)裝置自身所產(chǎn)生的故障。當(dāng)智能變電站運(yùn)行之后，繼電保護(hù)裝置會(huì)對(duì)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，如果參數(shù)產(chǎn)生異常，那么系統(tǒng)會(huì)將其的隱患確定并對(duì)其進(jìn)行診斷。

2.1 SV鏈路故障診斷方法

SV鏈路在智能變電站當(dāng)中運(yùn)行的系統(tǒng)傳輸連接可以通過識(shí)別SV信號(hào)在系統(tǒng)之間進(jìn)行信息傳輸。所以當(dāng)SV電路產(chǎn)生故障時(shí)，也會(huì)對(duì)系統(tǒng)的傳輸功能產(chǎn)生限制。如果不能正常進(jìn)行信息傳輸，那么變電站也無法正常運(yùn)行。，則智能變電站將無法正常運(yùn)行?？赡軙?huì)發(fā)生故障。因此，開發(fā)一種診斷SV-link故障的方法尤為重要。為了解決SV鏈路無法發(fā)送故障信息的問題，請(qǐng)先配置SV信號(hào)的接收方。如果接收器在指定時(shí)間內(nèi)未接收到相應(yīng)的SV信號(hào)，那么則表示SV鏈接失敗，并且會(huì)出現(xiàn)故障指令，系統(tǒng)也會(huì)盡快處理，減少不必要的損失。隨后，對(duì)于SV鏈接的操作參數(shù)，如果檢測(cè)SV鏈接參與以及預(yù)設(shè)參與不匹配，那么檢測(cè)系統(tǒng)也會(huì)出發(fā)故障報(bào)警，對(duì)SB系統(tǒng)進(jìn)行干預(yù)，改變監(jiān)視頻率，從頻率來找出問題進(jìn)行分析，這樣一來也能提高二次回路當(dāng)中的隱藏故障效率，這對(duì)于設(shè)備檢修以及維護(hù)也有十分重要的作用。

2.2 交流電路故障診斷方法

交流電路的故障其中有電路斷開的地相電壓以及節(jié)點(diǎn)斷開以及萬用表功能顯示異常等問題，如此，在對(duì)隱藏故障進(jìn)行診斷的過程中，交流電路的故障診斷與SV鏈路相比之下可能就會(huì)小的多，同時(shí)在監(jiān)視數(shù)據(jù)以及保護(hù)設(shè)備數(shù)據(jù)之間的比較，也能確定交流電路是否存在故障，交流電路的診斷方法進(jìn)行雙重保護(hù)，交流電路診斷方法采取雙重保護(hù)措施，在進(jìn)行故障診斷時(shí)可以保護(hù)診斷系統(tǒng)本身。另外，采用雙AD采樣方式對(duì)監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行采樣，通過合并單元實(shí)現(xiàn)A / D線轉(zhuǎn)換，可以同時(shí)采樣兩個(gè)AD，從而獲得兩個(gè)。監(jiān)視數(shù)據(jù)通道以比較和分析電流，電壓和其他監(jiān)視數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)的同步比較確定數(shù)據(jù)參數(shù)是否在正常參數(shù)浮動(dòng)范圍內(nèi)之后，如果超出該范圍，則交流電路通常會(huì)發(fā)生故障。根據(jù)基本的異?，F(xiàn)象，確定交流電路故障的類型并進(jìn)行改善。檢測(cè)數(shù)據(jù)異常區(qū)域。確定并發(fā)送故障電路的位置，并將診斷信息發(fā)送到保護(hù)系統(tǒng)，以便維修人員清除故障。

2.3 保護(hù)動(dòng)作故障診斷方法

保護(hù)性操作故障診斷主要以設(shè)備的監(jiān)視狀態(tài)為根本，同時(shí)保證保護(hù)視察與被保護(hù)設(shè)備擁有一致性。通過模擬以及對(duì)開關(guān)驗(yàn)證支架你覺得比較，確定保護(hù)器所發(fā)出的保護(hù)梁，如動(dòng)作正確，可以直接對(duì)保護(hù)器執(zhí)行時(shí)間進(jìn)行檢查。 如果保護(hù)裝置的保護(hù)操作超出正常范圍，則保護(hù)裝置內(nèi)部可能存在問題。將模擬開關(guān)與正常開關(guān)進(jìn)行比較，以確定診斷和故障保護(hù)措施。如果系統(tǒng)本身無法解析，并且手動(dòng)參與，則說明將發(fā)送到系統(tǒng)。

3 繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)構(gòu)成與在線監(jiān)測(cè)信息

3.1 在線監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)

智能變電站所通過對(duì)二次線路的診斷以及分析來獲取信息，新的智能變電設(shè)備也會(huì)通過在線監(jiān)視以及診斷設(shè)備對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，站側(cè)設(shè)備的主要功能也是進(jìn)行配置、收集、過濾，確定通信網(wǎng)絡(luò)故障、去手機(jī)相關(guān)信息，然后以文件格式將其發(fā)送到主站系統(tǒng)。主站系統(tǒng)預(yù)先確定并提供站側(cè)設(shè)備發(fā)送的異常信息。

3.2 在線監(jiān)控信息的類型

3.2.1 設(shè)備運(yùn)行信息

總的來看，設(shè)備的運(yùn)行信息其中包含開關(guān)、自檢以及采樣值等集中，并且設(shè)備的工作溫度以及電源電壓以及通道光強(qiáng)度等軟件和硬件的自檢信息。每個(gè)分支的電流，差分電流和二進(jìn)制輸入代表采樣值和開關(guān)信息。對(duì)以上信息進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)視和分類可以提高狀態(tài)維護(hù)的水平。

3.2.2 報(bào)警信息

總的來看，其中包含了開關(guān)值報(bào)警以及異常設(shè)備報(bào)警和采樣值，這些當(dāng)反映在次級(jí)電路時(shí)，能快速的確定故障，對(duì)其進(jìn)行狀態(tài)評(píng)估。

3.2.3 保護(hù)措施

具體地，包括保護(hù)操作信號(hào)和操作結(jié)束信號(hào)。

3.2.4 SV/GOOSE操作信息

具體來說，是指異常的消息狀態(tài)和格式信息。設(shè)備故障可能導(dǎo)致SV/GOOSE消息幀格式錯(cuò)誤，例如消息丟失和延遲。

4 繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測(cè)與故障診斷原理

4.1 SV/GOOSE鏈路診斷原理

如果GOOSE與V信息傳遞在一定的條件之下，可能會(huì)產(chǎn)生預(yù)警。如SV鏈路產(chǎn)生異常現(xiàn)象，或者是對(duì)保護(hù)繼電器的數(shù)據(jù)獲取受到干擾等，此時(shí)的斷開鏈接勁爆消息也會(huì)通過站控層MMS發(fā)送。與此同時(shí)也會(huì)記錄與分析設(shè)備之間同步獲取，在網(wǎng)絡(luò)采集以及網(wǎng)絡(luò)跳回環(huán)路之間有一個(gè)系統(tǒng)的觀察源，可以監(jiān)視對(duì)多個(gè)接收方與發(fā)送方之間的鏈路狀態(tài)，并且設(shè)備發(fā)送的鏈路勁爆消息準(zhǔn)確確定鏈路異常，之后分析。

4.2 交流電路狀態(tài)診斷

網(wǎng)絡(luò)消息記錄分析儀和繼電保護(hù)設(shè)備會(huì)實(shí)時(shí)收集流量并監(jiān)視次級(jí)電路的流量。智能站通常采用雙重AD采樣的方法來達(dá)到雙重保護(hù)的目的，并將MMS發(fā)送的雙重AD采樣值與兩個(gè)保護(hù)采樣值進(jìn)行比較。其中，如果其中會(huì)產(chǎn)生較大誤差，那么繼電保護(hù)完成綜合采樣報(bào)警之后，也必須要保障繼電保護(hù)交流電路的正常，這也能保證繼電保護(hù)裝置去提供相應(yīng)的異常次級(jí)電路。系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)消息記錄以及分析設(shè)備SV發(fā)送采值樣與繼電保護(hù)設(shè)備MMS之間的比較，如果雙方產(chǎn)生錯(cuò)誤，將不會(huì)發(fā)生SV斷開連接警報(bào)，并且SV二次采樣循環(huán)可勝任第一項(xiàng)工作。電氣保護(hù)設(shè)備對(duì)應(yīng)的采樣電路正常，但網(wǎng)絡(luò)子設(shè)備和保護(hù)設(shè)備獲得的采樣值均在正常水平以上。這意味著網(wǎng)絡(luò)的交流采樣電路。信息記錄分析儀異常。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)消息記錄分析，設(shè)備獲得相應(yīng)的二次異常電路。

4.3 防護(hù)性操作診斷原理

4.3.1 雙配置保護(hù)裝置

對(duì)AB的保護(hù)裝置進(jìn)行嚴(yán)格操作檢查，能獲取更多的繼電保護(hù)裝置，可保持正確操作并且強(qiáng)調(diào)保證及時(shí)性。按照GOOSE的切換時(shí)間，也能換算出具體的時(shí)間差額，并且在對(duì)其進(jìn)行比較保護(hù)的過程中成分特征，系統(tǒng)也將知道其保護(hù)動(dòng)作的準(zhǔn)確性。

4.3.2 單一配置保護(hù)裝置

通過模擬但配置保護(hù)設(shè)備以及網(wǎng)絡(luò)消息的分析記錄，能有效科學(xué)的監(jiān)視交流電路。同時(shí)獲取設(shè)備的信號(hào)來了解開關(guān)電路工作狀態(tài)，同時(shí)將變化的模擬量以及單個(gè)保護(hù)操作邏輯之間相互串聯(lián)，確定保護(hù)措施的正確性。

5 實(shí)驗(yàn)對(duì)比

5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

為了測(cè)試本文研究的智能變壓器繼電保護(hù)二次回路隱性故障診斷方法的診斷效果，選擇了常規(guī)的人工故障診斷方法和本文研究的故障診斷方法進(jìn)行故障檢測(cè)。繼電保護(hù)次級(jí)電路只能在已知的相同故障下運(yùn)行。比較兩者的診斷效率和診斷準(zhǔn)確性。

5.2 實(shí)驗(yàn)方法

模擬智能變電站系統(tǒng)的工作環(huán)境，在繼電保護(hù)的二次回路中設(shè)置六種常見和典型的隱患。在相同的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中，使用本文中學(xué)習(xí)的診斷方法和傳統(tǒng)診斷方法進(jìn)行了500次診斷。執(zhí)行并計(jì)算兩種方法的診斷效率和診斷準(zhǔn)確性，這兩種方法分別針對(duì)每種類型的故障處理六種類型的故障。

5.3 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)境中進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

圖1 診斷效率和診斷精確率對(duì)比圖

按照本次實(shí)驗(yàn)?zāi)M流程，對(duì)其進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)的過程，圖1為具體實(shí)驗(yàn)結(jié)果。從本次試驗(yàn)當(dāng)中可以看出，在二次回路隱性故障診斷上，智能變電站設(shè)備的診斷效率以及準(zhǔn)確性與傳統(tǒng)人工診斷相比之下，有著一定的優(yōu)越性，能迅速，準(zhǔn)確的找出故障原因及位置，并將其解決，維護(hù)智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

根據(jù)以上的分析實(shí)驗(yàn)方式，在實(shí)驗(yàn)上進(jìn)行對(duì)比，最終結(jié)果如下圖1所示。

從上述圖1當(dāng)中可以看出，本次研究的智能變電站的繼電保護(hù)二次回路隱蔽性的故障診斷效率以及準(zhǔn)確率與人工診斷方式相比之下，更具備優(yōu)勢(shì)，不僅能準(zhǔn)確找到故障原因，同時(shí)還能解決故障，有效地維護(hù)智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

6 結(jié)束語

電力系統(tǒng)中的繼電保護(hù)系統(tǒng)十分重要，繼電回路的出現(xiàn)對(duì)于運(yùn)行環(huán)境也會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響，并且在故障發(fā)生率方面也無法有效保障。但是在出現(xiàn)智能變電站之后，通信網(wǎng)絡(luò)逐漸顯示出幼兒月星，不僅減少了故障率， 同時(shí)對(duì)于數(shù)據(jù)信息的獲取能力也大大加深，減少了不必要的故障，確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。