摘要：本文阐述了目前智能变电站继电保护装置二次回路检测与诊断系统存在的问题，在此基础上结合当前智能电站二次设备的功能特征，优化现有系统的网分装置功能，对现有二次回路监测及诊断系统升级改造，有效的提高继电保护装置二次回路故障诊断系统的适用性、容错性及可靠性。
关键词：二次回路；在线监测；继电保护；智能变电站；故障诊断
0引言
根据以往电厂事故的统计可知，超过百分之七十的保护装置故障在设备检修和管理维护工作中发现不了，二次回路监测装置的引入有助于及时有效的检测保护装置和二次回路运行过程中发生的故障。现有的诊断系统在使用过程中，由于受到现场环境的影响及本身系统的局限性，不能及时有效识别二次回路故障和继电保护异常，出现严重异常情况的时候系统才会发出警报，可能导致继电保护设备装置故障时拒动，甚至引起电厂内工作人员伤亡，对变电站运行的安全性及可靠性有严重影响。
1研究的意义
智能变电站借助通信网络及数字信号实现了二次设备的网络化监控。传统的诊断方式中，技术人员结合通信报文对二次回路的故障进行诊断。但网络报文信息量大，信息类型复杂，上报信息中的故障特征不便于区分，系统无法全部识别上报的重要故障信息，造成系统漏洞，缺乏有效的二次回路实时监测。本文通过分析二次设备的特点及配置各装置之间的链路对应关系，将二次回路核心报文数据提出后进行处理，发送给调度端，对这些重要的核心报文数据进行综合分析，优化二次回路在线监测与诊断系统。
2系统结构分析
智能变电站中，信息的获取及综合分析工作具有非常重要的意义，二次回路在线监测包括主站系统（部署在省调调度端）和站端装置（可利用原网络报文记录分析装置 ）两部分。站端装置进行网络信息收集过滤等预处理工作，发现异常情况及时将网络异常信息收集起来，立即上报给主站系统（调度端 ）进行综合诊断。
3.在线监测信息分析
根据系统诊断需求结合智能二次设备的特点，系统需要在线监测的信息见表1：
表1 在线监测信息
4.信息采集方案
为了降低调度数据网的压力，提高系统的响应速度及准确性，站端装置采集到的数据需要先进行预处理（关联、过滤、筛选等 ）。在此基础上结合系统需要及设备特征将在线监测信息分为稳态、状态以及暂态三种类型文件。状态文件和稳态文件由站端装置按照设定的时间向上层传送，暂态文件在站控层分析状态有改变或出现重要告警数据时上送。主站端结合上送的重要数据、状态信息变化规律及二次装置异常状态特征，对二次回路进行实时诊断决策。
5.在线监测与故障诊断
5.1 SV／GOOSE链路诊断
继电保护装置在SV链路出现异常情况时将接收不到有效的信息，此时站控层MMS发出链路断线告警报文，告之站端装置（网络报文记录分析装置）出现异常。网跳及网采回路中各装置具有统一的系统观测源，可进行链路对比监测，根据各装置上送的链路告警报文对异常链路进行诊断定位；由于直采回路不能进行链路对比监视（与网采回路的SV端口不同），链路故障点难以准确定位，可通过先配置潜在故障点，结合其他二次设备的网采回路有无异常情况，通过概率间接判断链路故障点。直跳回路的故障定位可借助继电保护装置上送的告警报文进行判断。
5.2交流回路状态诊断
诊断系统通过对继电保护装置和网络报文记录分析装置采集的交流量的综合分析实现二次回路交流量的在线监测。在继电保护装置采样一致的情况下，对比MMS上送的两套保护的采样值与双AD采样值的相对误差，如果相对误差小于阈值，系统会认定两套保护的交流二次回路正常；如果相对误差超出阈值，系统会认定继电保护的交流回路有异常情况，并给出对应的异常二次回路。
对比继电保护装置通过MMS和网络报文记录分析装置通过SV上送的采样值的最大误差，如果两装置无SV断链告警，且对比误差小于阈值，系统可判断SV二次采样回路正常；如果保护装置与网分装置采样值的最大误差大于阈值，并且继电保护装置采样回路无异常情况，系统断定网络报文记录分析装置的采样回路发生故障。
5.3保护动作诊断
继电保护装置有双重化及单重化两种配置，双重化配置保护装置保护动作的诊断主要内容是诊断继电保护装置动作行为的时间特性及正确性，诊断方法是检查AB套保护装置的动作行为是否一致，通过动作元件的一致性及保护出口时间差综合分析保护动作的正确性。
单重化配置的保护装置的动作诊断分为交流回路的状态监测（通过对比网络报文记录分析装置的模拟量实现）及开关量回路的状态监测（通过对比测控装置的位置信号实现），结合单重化配置保护装置动作逻辑，综合诊断保护动作。
5.4 网络信息预警策略
智能变电站配置描述文件（SCD）包括二次设备发布的所有GOOSE和SV数据，变电站中二次设备各功能所需的信号输入或采样的描述一般是通过定义各功能逻辑设备下逻辑节LNO的iIlputs元素实现，系统外部信号的输入通过内部数据对象属性与外部接入数据对象参引之间的映射关系实现。访问点名称、物理端口号、IED名称及端口所连接光纤标识可通过遍历IED过程层的ComectedAP元素获得；同时，变智能电站的虚回路的构成也非常关键，对应的虚端子连线一般是通过遍历IED过程层的Inputs元素获得。
依次构建系统的二次设备集合、虚接线集合及虚回路集合，结合二次设备之间相关性及各链路之间的与或非关系，建立链路通断诊断表，考虑到链路的信息缺失、信息上送错误或者延迟等因素，诊断系统加入入容错机制，计算最可能的故障节点进行预警。
结论
本文针对目前二次回路在线监测及故障诊断系统存在的问题，从诊断原理出发，结合智能变电站自身特征及二次设备情况，对智能电站内的网分装置功能进行优化改造，有效的提高了二次回路在线监测及故障诊断的准确性及时性，可靠的保证变电站设备安全稳定运行。
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作者简介：
姓名：程思颖（1991.09--）；性别：女，籍贯：上海，学历：本科，毕业于上海电力学院；现有职称：助理工程师；研究方向：继电保护。
论文作者:程思颖
论文发表刊物:《电力设备》2019年第2期
论文发表时间:2019/6/13
标签：回路论文; 在线论文; 变电站论文; 报文论文; 装置论文; 系统论文; 保护装置论文; 《电力设备》2019年第2期论文;