摘要：随着社会不断地发展以及科技的不断进步，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。
关键词：智能变电站；二次回路；在线监测；故障定位方法；实现
1 继电保护相关二次回路在线状态监测技术的重要性分析
为了确保变电站的继电保护乃至电力体系的稳定运行，就应该合理科学运用二次回路报警系统来监测交流回路短路等异常情况，此外还需要实时监测直流回路的接地异常情况。但是，由于变电站运行环境的不同以及环境和气候的影响，便会导致在故障处理过程中难以分辨二次回路异常和继电保护异常。当然，在变电站巡检维护以及电网运行的过程中，如果二次回路断线将导致继电保护故障的发生，将会严重影响电网运行的安全性和稳定性。而合理采用在线状态监测技术能够即时掌握装备运行状况，这需要借助继电保护设备来完成监测。不过，在实际的监测过程中，对运行状态的监测是比较复杂的，所以要根据电网运行状况和环境等条件采取合理措施来保证在线状态监测技术的有效实施和平稳运行。
2智能变电站二次回路在线监测与故障定位方法
2.1二次回路在线监测的数据采集
二次回路在线监测与故障定位系统所需的数据，由数据采集单元和数据管理单元从智能变电站站控层网络和过程层网络获取，无论对于组网模式还是点对点模式，智能变电站的网络报文数量都较为庞大，存在大量的冗余数据和非重要的数据，对数据分析产生较大压力，所以需要对数据进行筛选和过滤。实现二次回路在线监测需要采集设备的保护运行状态信息、告警信息、保护动作信息、SV/GOOSE链路状态信息：保护运行状态信息包括装置自身软硬件的状态信息、压板、开关量、装置温度、光口光强、电源电压信息、装置的采样值信息；告警信息包括采样值、开关量等异常告警以及装置自身的异常告警；保护动作信息包括保护自身的动作信号和动作出口信号；SV/GOOSE 链路状态信息包括各个设备接收报文的状态信息以及报文格式异常信息。上述信息包括站控层的 MMS 数据和过程层的SV/GOOSE 数据，站控层的 MMS 数据可以由数据管理单元通过 MMS 来直接获取，或者通过订阅和周期性上送来接收保护设备发送的 MMS报文数据。过程层的 SV/GOOSE 信息数据量庞大，但可直接应用于二次回路状态监测的数据较少，所以由数据采集单元实时监控过程层网络中的 SV、GOOSE 报文并记录，当数据管理单元需要时，直接从数据采集单元获取。
2.2 交流回路诊断
在应用交流回路诊断原理时，二次回路的流量会得到智能系统的实时监测，并且将检测监测到的数据记录并存储，对保护装置及网络记录分析装置的信息进行对比，从而对检测到的故障做出合理判断。这一过程中，智能系统会对故障信息进行采样，并且以 A/D 转换为目的对单元进行合并，从而使采样信息能够实现同步对比。在对比分析后，判断数据信息是否包含在正常范围以内，如果信息且继电保护装置没有做出相应的反应，即可以判断故障发生在继电保护的交流回路，从而给予针对性的诊断。
2.3 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。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆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。
2.4保护动作在线监测及故障诊断技术
双重化保护装置对 AB两套保护装置的实际行为进行监测和诊断，从而有效判断出继电保护设备作业的准确性。具体的监测内容包括动作、案件内容以及出口时间。在监测处理过程中需要借助 GOOSE 开关量掌握实际时间的差值，从而有效完成各项校验程序。单重化保护装置主要是借助网络报文装置对回路运行的各个板块进行实时监测，通过测控装置的位置数据信息完成对开关回路的实际检测，同时通过对模拟量变化情况的感知，结合动作逻辑分析，对各类动作行为的准确性进行系统性分析并得出结论。通过实时监测变电设备的运行状态，设备状态检修技术对于制定生产计划具有重要的辅助作用，从而保证检修频率的合理性。为进一步保证电力企业生产计划的科学性和合理性，设备状态检测技术还需要跟变电设备治理工作进行结合，通过对设备状态和检测结果的统一分析，保证相关措施的科学性和合理性，从而进一步提高继电保护装置运行的质量和检修的效率。由于使用设备状态检修技术可以明显降低运维工作人员的工作量，从而降低设备停电的次数，对于电路系统的安全性和稳定性起到重要的保障作用。另外降低人员参与，还能有效降低线损，从而实现节约资源、降低成本的目的。
2.5 SV 链路在线监测及故障诊断技术
在二次回路在线监测和信息采集过程中，如果在限定的时间内采集不到有效的 SV 和 GOOSE 信息，将会提示、报警。例如最常见的继电保护设备的 SV 链路出现异常，保护装置在信息收集的过程中就会受到影响，难以获得相关数据和信息，这就需要借助站控层来上报链路断线警报信息，网络报文装置的作用在此时就凸显出来，能够及时获取此类告警报文。然后通过对告警报文整合和分析，进一步完成网采以及网跳回路等内容进行监测和信息采集，将采集的信息和发送方的信息进行对比，完成链路运行状态的准确监测。但是，在直采回路中，由于网采端口不同，所以难以实现和其他链路实时对比和监测，这将导致技术和维护人员难以对发生的故障进行准确定位，更难以完成进一步的故障排查和诊断，此时需要结合其他二次装置的回路网采信息进行故障点的判断和分析。在直跳回路中，将难以获取其他与之相关联的数据对比信息，这就需要借助继电保护设备采集的信息和报警信息来综合分析、确认故障点的发生位置。
2.6二次回路设备板卡的故障定位
将智能变电站中每个 IED 设备的板卡面板进行图形建模，然后根据变电站现场设备的实际情况，通过图形化方式将每一个 IED 设备板卡面板清晰地显示在可视化界面中，包括板卡面板中的每一个插件和端口。将每个插件和端口图元关联到对应的 MMS 故障信号，数据管理单元订阅这些 MMS 报文，当背板中的端口或插件出现故障时，IED 设备就会发出故障 MMS 报文，数据管理单元收到这些 MMS 报文后定位具体设备的端口和插件，将该板卡标红显示，并根据故障类型给出具体处理建议。
结语
综上所述，尽管智能化变电站的发展为人们的工作和生活带来更多的便利条件，但继电保护二次回路在运行过程中依然会受到各种因素的影响，引发电路故障。因此加强对在线监测技术的研究，通过做好故障分析，对于保证电力企业的安全稳定运行具有非常重要的意义。
参考文献：
[1]翟晨宇，尹茗晓.变电站继电保护二次回路的在线监测及故障分析 [J].山东工业技术，2018（20）：175.
[2]徐拓，张嘉轩.继电保护二次回路问题引发的故障与防治效果 [J].中国战略新兴产业，2018（24）：216.
[3]周全兴.继电保护及二次回路状态评价研究 [D].华北电力大学（北京），2017.
[4]张明凯.变电站继电保护二次回路的在线监测及故障诊断技术 [J].自动化应用，2018（03）
论文作者:林福临,张元彦
论文发表刊物:《电力设备》2019年第16期
论文发表时间:2019/12/9
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