摘要：该文对智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统框架进行了简单介绍，分析了在线检测信息技术，阐述了信息采集方案的内容，针对在线监测与故障诊断原理进行了深入研究，对现有网分装置进行了优化，希望可以提高二次回路在线监测与故障诊断技术质量，提高智能变电站运行稳定性。
关键词：智能变电站；继电保护；二次回路；在线检测；故障诊断
随着我国变电站技术快速发展，通信网络化已逐渐取代二次回路，继电保护也在朝着智能化和网络化发展。但仍有很多企业使用的是传统的检测方式，以网络报文的方式进行设备和系统的分析和检修，而这个过程中因受到多种原因的影响，而导致各种问题的不断出现。因此需要加强对在线监测和故障诊断技术的研究，加强智能检测系统的广泛应用。
１继电保护相关二次回路在线状态检测技术的重要性及意义
1.1重要性分析
当今时代，二次回路报警功能的作用主要是对于交流回路的短路异常和直流回路的接地异常致使保护系统失效问题发生。但其在使用过程中受现场环境条件的影响，使得二次回路的些许异常和继电保护异常得不到有效的区分。一旦在这种情况下，二次回路产生异常只有在已经发生严重异常情况的时候才会出警报。在我国，电网运行系统出现很多次由于二次回路断线而造成的继电保护设备装置误动故障，影响了电网系统建设使用的安全性以及可靠性。在线状态检测技术主要是利用继电保护设备来实施装备稳步运行状态的监测，但是由于继电保护的二次回路十分烦琐，这就使其作用效果受到了一定的影响。所以，相关技术人员应在熟知当前继电保护相关二次回路在线状态检测技术应用现状的基础下，找出优化并且解决应用的方法，最大限度地增强电网系统运行使用中的安全性以及可靠性。
1.2研究意义
根据调查结果，我国在２０世纪初每年发生的电力伤亡事故超过５０起以上。往年电力企业在保护装置发生故障的时候，无法在设备检修和管理维护工作中发现问题占事故总数的７０％，只有少部分电力企业实施了二次回路装置才能让电力系统在稳步运行发生的问题在定期检验时很容易地被检测出来。根据对电力设备事故发生的原因分析可以得知，设备本身的缺陷是造成电网事故的核心原因。传统的继电保护装置在数据检测中出现了错误的指令，而在正常的维修周期中无法发现问题所在，有二次回路设计装备的企业在周期检测维修工作过程中都能发现问题快速改正并且加以预防，如果是别的电力事故故障点也只有通过投产时进行纠正这一个方法。
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。
2.1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。
2.2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在线监测信息
3.1运行状态信息。装置的运行信息主要包含：①软件硬件自动检查信息，自动检查信息包含运行过程中装置的温度信息、电压信息等，这些信息决定了继电保护设备在线监测的功能，向系统直接反映了设备的运行情况。②采样值，也就是电流的信息，包含支路电流信息及差动电流信息，在电路运输中如果出现故障情况，电流信息也会出现和往常不一样的变化，因此需要检测采样值信息。③开关量，在长期运行的设备信息监测中，不仅能监测到故障情况，还能在数据记录下对运行数据进行收集储存，为系统日后的维护提供数据基础和依据。
3.2保护动作信息。在线监测信息的保护动作信息，包含保护动作信号及动作出口信号。保护动作信号信息是指涉及到保护启动、保护元件这一类运行信息。动作出口信号信息是指出口信息及动作时间信息。
3.3警告信号信息。在二次回路出现异常情况时，警告信号能够准确反映出故障点的信息，能更加快速、准确地找到故障问题和运行信息，同时信息也能应用于检修工作中，便于智能变电系统的维护。警告信号信息主要包含，①采样值的异常警告，如SV（SampledValue，采样值）链路终端信息、CT（CurrentTrans－former，电流互感器）断线信息、检修状态信息等，在运行过程中，监测到的信息和平常情况不符合时，就会发出警告信号。②开入量的异常警告。开入量的异常信息包含GOOSE异常信息、开入量异常信息及链路中断信息等，当监测到异常情况时系统将会发出警告。③装置异常警告。当系统出现闭锁或失电情况时，系统将会发出警告信号。
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3.4信息收集
在二次设备运行状态的信息采集和监测过程中，通常需要依靠网络报文装置实现信息数据的记录和分析工作，考虑到网络报文信息数据量较大，这就对信息筛选和数据调度产生了巨大压力。为了提高在线监测的实际工作效率，这就需要在站端装置对系统收集到的数据信息加以关联、筛选和过滤。在实际操作中，需要按照系统和实际分析需要，将二次回路在线监测数据信息划分成暂态、稳态和状态文件这三种不同类型。暂态文件是指在链路运行时发生严重告警，比如回路锻炼时，装置需要将此刻相对应的全部链路数据信息加以系统性整理，从而生成相关文件。而稳态文件指的是系统长期运行中所监测获取的数据信息，包括光强、温度以及电压电流等文件内容。状态文件指的是监测链路运行中实时通断信息文件。
4二次回路在线监测及故障诊断技术
4.1ＳＶ链路在线监测及故障诊断技术
若接收端装置在限定时间内未收到有效的ＳＶ或是ＧＯＯＳＥ信息时，则会发出告警。比如，在继电保护设备的ＳＶ链路出现异常情况时，此时保护装置则难以获取相应的数据信息，需要经由站控层上报链路断线警报信息，此时网络报文装置则能够及时获取此类告警报文。然后根据报文信息，对网采以及网跳回路等内容进行统一的观测和接收，并借助发送方和接受方之间的数据对比，实现对链路实际运行状态的准确检测。而对于直采回路，由于其网采端口的独特性，无法与其他链路进行实时对比监视，致使技术人员难以对故障点予以准确定位，却能够在预先配置的基础上对所有存在故障问题的线路点予以排查，同时结合其他二次装置的回路网采情况得出各处故障点发生概率。与此同时，由于直跳回路难以获取其他与之相关联的数据对比信息，因此只能依靠继电保护设备上传的告警信息确认故障点发生位置。
4.2交流回路在线监测及故障诊断技术
针对交流回路的在线监测，可借助网络报文装置以及继电保护设备对采集到的具体交流量信息数据予以综合判断。在智能变电站的运行中通常实行双ＡＤ采样工作，同时配备有双重化保护，经过对采样数值以及两套保护的实际采样值对比，得出它们的相对误差，同时还需保证误差值在阈值允许范围内，并且继电保护并未发出相斥告警，则判定二次回路运行状态正常。若二者误差在阈值范围之外，并且继电保护设备发出的采样告警发出不一致告警，则认为交流回路发生异常。在实际运行中，主要是借助网络报文装置采集到的ＳＶ及继电保护设备ＭＭＳ采样值实现回路诊断作业。
4.3保护动作在线监测及故障诊断技术
双重化保护装置对ＡＢ套两路保护装置实际动作行为的发生一致性进行监测与诊断，从而对继电保护设备的作业准确性予以判断。主要检查内容包括动作、案件、出口时间。在这一过程中，需要结合ＧＯＯＳＥ开关量的实际时间得出出口时间差值，以此完成整项校验程序。单重化保护装置主要是借助网络报文装置分析回路运行涉及的各个模块，并对其进行模拟及对比，并实现交流回路运行状态的实时监测，借助测控装置所发出的位置信息数据对比完成对开关量回路运行状态的实时监测作业，并将模拟量变化情况和当重化保护的实际动作逻辑进行有机结合，对动作行为的准确性予以系统性分析。
5二次回路在线状态检测流程
从电力企业绝缘方面产生问题的角度来看，继电保护装置需要直流电源作为供电网络中不接地的措施。在检测该系统是否接地的时候，应当在设备和地表之间安装一定绝缘值的电阻，避免由于设备接地而造成保护装置失误的问题发生。在电气设备稳步运行工作过程当中，直流电源绝缘性没有下降到预定值的程度，系统无法发出警告，产生长期得不到处理的问题。目前我国的绝缘检测技术精准的程度还达不到一定的标准，检测数据就与真实数值有一定的差异，也就间接影响了保护装置的作用发挥。目前国家许多电力企业的设备都处于在空气中充分暴露的状态，自然环境因素会影响线路的绝缘质量，从而造成故障式的接地情况，进而影响继电保护装置的检测以及保护能力。但是二次回路设备的继电保护项目有电缆断线检测、电流回路电阻检测等，微型数控装置的技术发展也为变电站在线状态检测提供了可能。我国当前变电站的继电保护装置一般都具备自我诊断的功能，一般也会兼容其他装置的接口，因此一旦遇到故障在进行检测时可以采取编码、比较、监视等方式，对设备的实时状态进行全方位的检测和分析，这能促进现场设备的维护与管理工作水平提高。
结语
基于智能在线监测和故障诊断技术的优势，分析在线监测与故障诊断系统的整体构架，以及在线监测信息等，包括运行状态信息、保护动作信息及警告信号信息。通过研究在线监测和故障诊断技术在继电保护二次回路中的应用，既可用于二次回路输入开关量状态的监测和诊断，也可用于二次回路中断路器状态的监测和诊断
参考文献：
[1]叶远波，孙月琴，黄太贵，等.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].电力系统保护与控制，2016，44(20)：148-153.
[2]赵彤，陈维慎，胡月华.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].低碳世界，2017(27)：55-56.
[3]薛乔溦.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术[J].科学与财富，2017.
[4]李东福.智能站继电保护二次回路在线监测与故障诊断[J].环球市场，2016(19)：98-99.
作者简介：
张金燕，单位：国家能源集团神华国能天津大港发电厂有限公司（天津，滨海新区）研究方向：继电保护专业
论文作者:张金燕
论文发表刊物:《电力设备》2018年第35期
论文发表时间:2019/5/27
标签：在线论文; 回路论文; 信息论文; 继电保护论文; 装置论文; 设备论文; 变电站论文; 《电力设备》2018年第35期论文;