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摘要：智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术是一项新的应用技术，取代了传统二次回路技术。文章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的框架进行了简要概述，分析了在线监测技术，以及信息采集的内容，着重论述了在线监测和故障诊断原理，以便提高二次回路在线监测与故障诊断技术的准确性和质量，保证智能变电站的稳定运行。
关键词：智能变电站；继电保护；二次回路；在线监测；故障诊断
智能变电站的应用使传统的二次回路技术逐渐被取代，通信网络在二次回路中发挥着主导作用；信号源也由传统的物理电气信号源转变为数字信号源，变电站内所有关于二次回路的设备都通过网络进行连接，实现实时信息共享和在线监测。但在目前的应用过程中，监测技术人员需要从记录网络报文的设备中采集异常数据进行分析，因此导致记录网络报文设备的信息量巨大，影响了对异常数据的分析工作，使其质量达不到要求标准，这样技术人员很难对信息进行定性和故障特征分析，容易发生重要信息遗漏的问题，无法制定完整的二次回路警报和保护策略，为整个系统的安全平稳运行带来巨大的负面影响。
一、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框架概述
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框架在整体上分为两个大的部分，分别是站端装置和主站系统。其中主站系统主要是在地调或省调的调度端发布布置内容，站端是记录网络报文装置的信息采集源，不需要安装额外的新设备，节省了成本开支，符合经济适用的原则。智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统可以根据网络报文记录的数据分析继电保护设备是否与通过线路保持有效的连接，通过对网络报文关键数据分析和采集，上传到调度中心，最后在调度端完成数据分析[1]。在一些新建成的智能变电站，数据采集源的端口可以直接选择在线检测与故障诊断装置端口。
站端主要的工作是进行信息采集、整理、过滤和信息配置。如果通信网络出现故障，站端装置可以及时的进行故障信息收集，并集成相关诊断数据，上传到主站系统中，主站对集成的数据进行分析，将结果显示在主界面上。
二、在线监测的信息内容分析
首先，装置运行状态下信息的分析。在装置运行状态下，信息分析主要侧重以下三个方面：第一方面是在软件信息自检中，可以检测软件装置的在运行过程中的温度、电源电压、光强等信息。第二方面是采样值，样值包括了差动电流、支路电流等信息。第三方面是开关数量控制，主要是对开入量状态下运行的设备进行监测，并实现长期持续性的监测，保证其能够为日后的维修工作提供基本技术资料以及维修的依据[2]。
其次，保护动作下的信息分析。保护动作信息分析主要分为以下两个方面：第一个方面是分析保护动作信息，其是指在保护动作开启状态下及保护动作元件信号下产生的信息；第二个方面是在动作出口信号下，是指具体出口以及整组动作完成的时间信息。
最后，告警状态下的信号信息分析。告警信号主要包括三方面的信息内容：一是，采样值的异常告警，当SV链路发生中断后，采样值处于品质异常的状态下，也会造成检修异常；另外也会发生CT/PT断线故障，导致采样值处于异常状态，发出告警信号信息。二是，开入量的异常告警信号信息，开入量异常告警信号信息主要包括GOOSE检修异常、链路中断异常、开入量异常三方面的信息内容[3]。三是，装置异常发出的告警信号信息，在失电告警或闭锁情况下，继电保护的二次回路会发生异常，告警信息能够及时、准确的传达故障的诊断信息，并评估设备的运行状态，为维修人员的工作提供数据参考，提高变电站维修的准确性和维修质量。
三、在线监测与故障诊断技术的原理分析
（一）SV/GOOOSE链路中断诊断诊断原理分析
在通常情况下，相同的频率状态中SV/GOOSE链路会向接收端设备发出信息，而且接收端会准确无误的接收到全部信息，如果没有在同样频率状态下接受到SV/GOOSE链路发出的信息，那么系统就会自动发出告警信号。在网络采集和网跳回路方面，系统内部各项装置的观测源是相同的，可以在整体范围内对系统观测源和不同接受装置的链路进行监测，并利用监测到的数据进行对比分析，通过分析结果准确定位系统内发生故障的位置。在直采回路方面，直采的SV端口与网采的SV端口是不一致的，所以不能将监测的数据进行对比和分析，如果在这种情况下进行分析，那么会在无形中为定位故障点提供阻碍；在这样的情况下，需要将可能发生故障的故障点进行一一列举，通过排查找到故障点[4]。具体的诊断策略如图1所示。
图1
（二）交流回路状态下诊断原理的分析
在监测二次回路交流量过程中，应将记录网络报文的分析装置与继电保护装置结合在一起，通过信息采集对二者进行综合的对比和分析，形成最终的判断结果。智能变电站一般采用双AD采样方式进行采样，其是指将两种装置采集到的数据进行分析对比，如果二者的误差在额定范围之中，那么则可以做出二次回路处于正常状态的判断；如果二者的误差值超过了额度范围，而且继电保护装置并没有进行异常信号告警，那么则可以做出有一套继电保护交流回路处在异常状态中的推理。通过网络报文记录与SV链路采样值的对比分析，可以确定二者的最大误差阈值，当超过阈值范围时，SV链路就会发出断链告警，这时SV的二次采样值处于正常；如果阈值小于最大误差范围，那么交流采样回路将会处于异常状态，网络报文记录分析装置的二次回路也处于异常状态[5]。具体的诊断策略如图2所示。
图2
（三）保护动作开启后诊断原理的分析
在单重化配置保护装置中，交流回路监测应将单重化配置保护装置与网络报文模拟量进行对比分析，对比监测到的位置信号，判断信号位置开关量的回路状态，或者选择将模拟量的实际情况与单重化配置保护装饰的保护动作逻辑相结合的方式，对整个保护动作的精准性进行分析和判断。单重化保护信息诊断原理的分析如图3所示。
图4
在双重化配置保护装置中，要对两套不同的保护装置动作进行监测，分析两套保护动作装置对整个继电保护装置动作的准确度。应先检测出口的时间和动作所需元件，再计算相应的时间差，以两项时间做对比，分析和判断保护动作的精准性。双重化保护信息诊断原理的分析如图4所示。
结束语
综上所述，可以看出，在目前的智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断系统中还存无法实现的技术，这些问题需要结合二次设备的实际情况、通过优化网络分装装置的功能、讨论分析二次系统故障诊断的方法，并利用智能变电站的特殊属性、提高智能边站对系统挂账诊断的准确性和实用性、提高智能变电站继电保护在线监测与故障诊断的质量来完成。文章通过智能变电站在线监测与故障诊断原理的分析，给予出对应的诊断策略，为同行业者提供了参考，希望能够实现有效的继电保护在线检测与故障诊断分析。
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]孙世贤.浅议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].科技创新导报，2017，22（11）：92-93.
[3]高兆丽.智能变电站过程层故障诊断与状态评估技术研究[D].山东大学，2015，17（9）：182-183.
[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，2016，11（19）：98-99.
[5]李宝伟，倪传坤，李宝潭等.新一代智能变电站继电保护故障可视化分析方案[J].电力系统自动化，2014，24（5）：73-77.
论文作者:易沙莎
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/22
标签：在线论文; 回路论文; 变电站论文; 故障诊断论文; 信息论文; 智能论文; 异常论文; 《电力设备》2017年第25期论文;