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摘要：在智能变电站系统中，继电保护装置是保障电力元器件安全运行的基本装置，对电网的安全运行有着至关重要的影响。本文以保证电网安全运行为目的，以智能变电站继电保护二次回路的在线监测和故障诊断为例，对其进行分析讨论。
关键词：智能变电站；继电保护；故障诊断；状态检测
前言：目前，智能型变电站成了变电站发展的趋势，它通过网络化的通信、数字化的新传输、共享的信息化机制实现了变电站的智能化，极大地提升了运行效率，进而实现了测量、控制及保护的自动化，使得变电站的运行处在全天候的自动控制状态，并根据实际情况进行实时调节。
一、智能变电站继电保护的优势分析
与传统的继电保护相比，智能变电站继电保护得益于全方位的测控技术，信息化的测控技术使得继电保护效率大大提升，在节省人工成本和精力的基础上提升了设备的稳定性：①其保护调试方式更加先进。智能变电站的继电保护通过多条线路进行，同时通过设备的相互配合保障其运行，另外，调度相应功能设备和线路的方式也与传统方式不同。②日常运行方式更优化。对于智能变电站而言，如果电网的运行一旦发生了异常，继电保护会通过智能化控制进行自动调节，在无法进行自身调节修正异常的情况下才会采取人工干预的方式进行修正。这与传统变电站相比，大大减少了人工的操作，提高了应变效率。③在巡检方式上更加高效。对于智能变电站而言，其自身具有自动化的二次设备诊断技术，对于运行中出现的微小异常，系统能很快进行修正，或者是找出原因以备工作人员进行检修，这样的话，就可以大大减少巡检频度，大大优于传统的巡检。
二、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
智能变电站包容众多设备，只有对这些设备进行有效的继电保护，才能保障整个系统的稳定运行。就智能变电站继电保护而言，其二次回路在线监测与故障诊断系统框架主要分为主站系统以及站端装置两大部分：主站一般会在布置在省调或地调的调度端，网络报文记录分析装置作为站端的数据采集源端，这种配置方式并不需要增加额外的新设备，节省了设备的采购，更经济实用。
主站系统作用的正常发挥离不开网络报文记录分析装置和继电保护设备，二者通过线路有效连接在一起，从而提取出来所需关键数据，之后将提取到的数据上传，最终的数据分析会在调度端进行。尤其是新建的一些智能变电站，在线监测与故障诊断装置也可以通过数据采集源端来完成。
站端主要负责继电设备等信息的采集、整理，并进行相关的配置和过滤。一旦通信网络中出现故障信息，这些故障信息能够快速地被传输到站端装置，之后对接收到的信息进行诊断收集，经过处理后的信息会被及时传递至主站系统，这些信息的分析诊断将在主站系统的主导下来完成，并将分析结果呈现在显示界面，通过直观化对故障进行描述分析。
三、智能变电站继电保护的在线监测信息分析
1、装置运行状态信息。装置运行状态信息主要包括以下三个方面的内容：①软硬件自检信息，这些自检信息主要是监测装置在其运行过程中呈现的温度、光强、电源电压等运行设备信息，这些信息为开展继电保护在线监测奠定基础，提供最真实的设备信息反映。②采样值，主要是各个支路电流、差动电流等信息，电力传输过程中一旦出现故障其电流也会变得异于平常，所以需要监测这些信息。③开关量，主要监测的是重要的开入量状态。长期进行设备运行状态的信息监测，一方面能够监测其故障的出现，另一方面，通过长期的数据记录能够积累下大量的设备日常运行数据，为后续的检修提供基础技术资料以及对比参考依据。
2、保护动作信息。保护动作信息主要包含以下内容：①保护动作信号，主要涉及保护启动、保护动作元件的运行信号；②动作出口信号，具体来说是出口相别以及整组动作时间。
3、告警信号信息。一旦二次回路出现异常，告警信号信息能够反映出相应的故障点信息，这样可以为快速、准确地发现相应故障、诊断其运行状态奠定基础，从而为检修人员进行后续检修提供基数数据，便于智能变电站的维修。具体来说，告警信号信息主要包含以下三方面内容：①采样值异常告警，诸如SV链路的中断、品质异常以及检修状态异常、CT/PT断陷等信息都会出现异常告警，通过信息监测能发现运行过程中异于平常的运行数据，一旦数据异常将发生告警；②开入量异常告警，对于设备运行中的开入量的异常、GOOSE的检修异常以及链路中断等情况都会发出异常告警；③装置异常告警，在发生闭锁情况和失电的情况下会发生告警。
四、智能变电站继电保护在线监测与故障诊断原理
1、SV/GOOSE链路诊断原理。接收端设备通常需要设定固定的频率，这样能够接收到SV/GOOSE所发来的信息，一旦在该段频率下突然无法接收到SV/GOOSE信息，那么说明运行不正常，这样整个系统就会发出自动告警。在网采、网跳回路方面，各个装置的系统观测源都是通用的，这样能够对比分析系统观测源和各个接收装置的链路监测情况，运行数据的对比能快速找出链路异常部位。直采回路与网采SV采用的端口不一致，因此无法通过链路的对比分析来找出故障点，这就增加了故障点的定位难度，需要进行一一排查，同时与网采回路情况相结合，分析各个故障点出现的概率，最终找到故障点。
2、交流回路状态诊断原理。对二次回路交流量进行监测的过程中，可以将网络报文记录分析装置与继电保护装置相结合，对比分析对所采集到的信息，最终找出故障所在。智能变电站一般采取双AD采样，对两种装置的采样数据进行对比分析，如果其误差在额定范围之内，那么说明二次回路运行状态正常；若误差超过额定范围，且继电保护装置未发出异常信号，那么很可能有一套继电保护交流回路产生了异常。
3、保护动作诊断原理。①单重化配置保护装置。在监测交流回路运行状态的过程中，通常将单重化配置保护装置与网络报文模拟量开展对比分析，将所监测位置信号进行比较分析，判断开关量的回路状态。同时，还可将单重化配置保护装置的保护动作逻辑与模拟量的实际变化情况相结合，最终分析整个保护动作的准确性。②双重化配置保护装置。对A、B套保护装置动作进行检测，进而对整个继电保护装置行为动作的准确性进行分析。先检查出口时间以及动作元件，之后对时间差进行对比，最终分析整个保护动作的准确性。
五、小结
总之，随着电力行业的不断发展，智能变电站及其继电保护也日益重要。本文以智能变电站继电保护二次回路的在线监测和故障诊断为例，对其优势，在线监测与故障诊断系统框架，在线监测信息分析，在线监测与故障诊断原理进行了详细讨论，希望能为今后的相关工作提供参考。
参考文献：
[1]段瑞.智能变电站继电保护配置的应用现状和展望[J].中国高新技术企业，2015（12）.
[2]路亚.智能变电站的继电保护配置探讨[J].中国新技术新产品，2016（18）.
论文作者:周恒1,杨勇2,全楠3
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/11/28
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