摘要：变电站继电保护二次回路运行风险大，故障发生率高，对电网运行稳定性的提升不利。基于此，本文介绍了智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统的构成，分析了信息的采集方向，强调了加强在线监测与故障诊断的重要性。重点从信息的获取与采集、物理链路、逻辑链路三方面，阐述了相应监测与诊断技术的应用方法。通过对技术应用效果的观察，证实了技术应用价值。
关键词：智能变电站；继电保护；二次回路；在线监测
1继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统的构成及信息传输方式
1．1 系统的构成
智能变电站中，继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统，由物理链路与逻辑链路两部分构成：（1）物理链路：本系统的物理链路，由装置二次回路、光纤接口、接口插件三部分构成。三者中，装置二次回路的功能，在于确保电力系统继电保护的功能得以实现。光纤接口以及接口插件的功能，则在于确保数据的传输得以实现。（2）逻辑链路：本系统的逻辑链路，由发送端、接收端、GOOSE、SV 等部分构成。其中发送端的功能，主要在于对系统采集到的二次回路运行数据进行发送。接收端的功能，则在于接收系统所发送的信息。在上述各部分功能的共同发挥下，继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统，方可实现对二次回路运行状态的评估，从而及时发现异常。
1．2 信息采集方向
为实现对继电保护二次回路运行状态的监测，从而及时发现故障。本系统着重对”状态运行信息”、”预警信息”进行了采集。状态运行信息，包括软硬件自检测信息、采样信息等多种。以前者为例：继电保护二次回路运行过程中，软件与硬件连续运行后，必然产生一定的热量。如运行温度过高，故障的发生风险，也将明显提升。采集软硬件自检测信息的意义，不仅可以及时发现上述问题，而且能够及时对故障进行预防。系统需监测的预警信息，以 SV 检修信息、CT/PT 断线信息为主。为有效区分各类信息，本系统将二次回路的运行状态，分为了稳态、暂态与故障态三种类型。系统获取信息后，会立即按照上述标准，对二次回路的运行状态进行评估，从而为工作人员提供相应的数据。
2继电保护二次回路的在线监测与故障诊断系统的整体构架
在变电站中，传统的二次回路逐渐被通信网络所取代，应用通信网络，利用数字信号，能够实现设备之间的互相连接，实现在线监测。在系统构架中，包含了主站系统、后台系统、远动装置及站端装置，主站系统设置在调度控制中心，其余设置在变电站内。因此，新建智能变电站需要应用在线监测以及诊断的装置，在数据采集端对运行情况进行分析，发挥出实际应用性。（1）主站系统建立在网络记录分析设备和保护设备基础之上，两者通过网络或线路有效的连接在一起，从而能够提取必要的数据，并将数据上传到网络中进行数据分析，数据分析可以在调度端实现。在很多新建的智能变电站中，在线监测和在线诊断是设置在数据采集端的基础上。（2）站端装置的作用是采集和整理继电设备的信息，同时对信息进行过滤和配置。在通信网络中，如果出现了故障信息，故障信息能够以最快速度被输送到站端装置，随后将接收到的信息收集起来，经过处理之后传给后台，同时通过远动装置传递给主站系统。在这个过程中，对于信息的收集和诊断需要建立在后台监控系统或主站系统，并将分析的结果呈现在监控画面上，以直观的形式完成对故障的分析。
3在线监测与故障诊断系统的实现
3.1交流回路状态诊断
在对二次回路状态的在线监测过程中，可以采用网络报文记录的方式，对装置和继电保护装置采集的交流量进行诊断。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在智能变电站当中，通常采用双 AD 的方式进行采样，并且以双重化保护的方式，通过与继电保护中 MMS 中传送的双 AD 采样值进行对比来实现，如若二者之间的相对误差处于阈值的范围以内，则继电保护装置中将不会出现告警，双AD采样以及二次回路都处于正常的工作状态当中。如若相对误差超出了阈值范围，这时的继电保护装置将发出告警，并且有超过一套继电保护的交流回路将存在异常，并且将该装置所对应的二次回路也视为异常处理。通过与网络报文记录中的继电保护装置 MMS 与分析装置 SV 采样值进行对比能够看出，如若二者之间存在较小的差距，能够处于合理的范围以内，则两个系统将不会产生断链告警问题，二次采样回路也处于正常状态。而当保护装置与报文装置的采样值大于阈值范围时，但是继电采样回路处于正常状态，这时也会诊断为网络报文记录装置出现异常，并且将该装置所对应的二次回路也视为异常处理。
3.2物理链路监测与故障诊断
以物理链路中的光纤链路为例，当本系统运行时，系统对光纤通信的监测，需在接收方完成。一旦光纤链路出现异常，接收方将无法接收到二次回路的运行数据。此时，则表明二次回路的光纤链路已经出现了故障。当所有光纤链路异常对应的发送端口，均相互一致的情况下，故障多集中在信息发送端、光纤以及接口端口处。工作人员可利用上述特征，对二次回路故障的来源进行定位。假设所有光纤链路异常，所对应的发送插件，均相互一致，则可认定故障处于插件部位。此时，工作人员仅需对二次回路插件进行维护，既可使故障被解决。假设光纤链路的异常，对应的发送装置相同。则可认定二次回路的故障，来源于发送端的设备。此时，对上述设备给予维修，即可解决故障。
3.3对交流回路诊断的原理
在智能系统运行过程中，对二次回路流量的监测，使网络记录分析装置和保护装置相结合，对信息进行对比后才能进行故障诊断。智能变电站在采样过程中，通过合并单元才能实现 A/D 的转换，其中关键点是对采样数据的同步问题。通过对采样数据对比，分析数据是否属于正常范围，对二次回路的状态进行判断。当误差超过正常范围情况时，继电保护装置并没有发出任何异常的信号，那么就有可能是继电保护的交流回路出现了异常情况。
3.4对保护动作的诊断原理
对交流回路的运行情况监测，是通过对单重化保护装置和模拟量的对比，将监测位置信号作为指标来判断回路的运行情况。单重化装置保护配置运行情况包括保护动作逻辑和保护模拟量，并结合保护动作的精准性进行分析。在双重化装置保护配置中，通过对保护装置检测来分析装置动作的准确度。在诊断过程中，首先进行的是对动作元件及时间方面的检查，在做好时间差计算的基础上进行对比，才能保证保护动作具备精准性。
结束语
综上所述，通过设计物理链路与逻辑链路的方式，对继电保护二次回路进行了监测，并对其故障进行了诊断。不仅降低了二次回路故障发生的几率，且提高了电网运行的安全性。该研究表明，各项技术的应用，具有较强的可行性。建议我国电力企业充分发挥智能变电站的优势，及时获取继电保护二次回路的运行信息。为电力系统的稳定运行，以及电力企业的长远发展提供保证。
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论文作者:刘存杭
论文发表刊物:《电力设备》2018年第34期
论文发表时间:2019/5/20
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