（南通供电公司 226400）
摘要：智能变电站继电保护及相关设备支持可连续监测关键模拟量的状态信息，这些状态信息之间存在着一定的关联关系，基于状态特关联关系特征能够识别并分析状态信息的变化规律，能够实现基于这些状态信息的继电保护状态检修。本文探讨分析了基于状态信息关联关系的智能变电站继电保护在线监测方法的相关内容，旨在提供一定的参考与借鉴。
关键词：智能变电站；状态信息；关联；继电保护在线监测
1智能变电站继电保护在线监测技术
1.1监测信息内容
对于继电保护故障而言，其故障原因主要包括元器件损坏、电源损坏、外部回路故障等。运行耗损、老化等造成的元器件损坏中，高温及较大变化的装置电源纹波含量都会造成芯片、元件损伤，使老化程度加快。因此，需要对继电保护的电源电压、CPU进行监测。同时，由于电解电容故障将会引起电源插件故障，因此还需监视电源插件的工作温度。此外，对于智能变电站而言，其实现的信息的数字化，接触不良、绝缘等外部回路问题不存在，需要对光纤回路进行监测，监视光模块光强。
1.2在线监测的具体实现
保护装置、状态评估单元、监测分析单元等组成了继电保护在线监测系统，其结构如图1所示。
图1在线监测系统框架
监测分析单元主要负责分析处理保护装置信息（如图1中的线路①），并将数据发送给状态分析单元②，通过状态分析单元对信息进行分析、评估，将评估结果传送给远动主机③。
1.3监测方法的具体利用
在监测分析单元，可利用逻辑计算、越限报警等方法对保护装置的监测信息进行分析处理。对于不同的监测量特性，可选择不同的分析方法与闭值设。例如，由于工作温度的高低将影响装置的工作性能，所以应对温度越上下限进行报警，并对温度的偏移量进行计算。同时，光模块强度是对过程层网络运行状况的反映，但随着时间的变化，光强会越来越弱，这就需要对相对劣化率进行分析，分析实际状况与故障状态相比的劣化程度，对于定量指标的选取，一般将范围设置在0-1。
智能变电站继电保护在线监测能够过SCD文件实现智能变电站保护设备的管理，经站控层网和过程层网获取合并单元、智能终端、保护装置、安全自动装置及交换机的信息，实现对于智能变电站保护设备的运行监视、智能诊断和电网故障分析。
2基于状态信息关联关系的智能变电站继电保护在线监测方法
2.1智能变电站继电保护状态信息的关联关系
继电保护的每一次动作或发信都需要继电保护各个组成部分之何交互、分析和处理信息，彼此协同配合。继电保护的各类状态信息贯穿整个继电保护的工作过程，因此完成一个继电保护动作各个环节的状态信息之间通常具有一定的关联关系；前一个环节的状态信息可能会影响后一个环节的状态信息；两个完全相同环节的状态信息应该一致等。如图1所示为本文重点关注的五类状态信息，图中箭头1-12表示状态信息之间的关联关系。
2.2基于状态信息关联关系的智能变电站继电保护在线监测方法
通过梳理这12种关系可以发现，这些关联关系主要可以分成4类；连锁关系、互斥关系、冗余关系和物理定律约束关系。
（1）基于连锁关系的继电保护在线监测方法
连锁关系主要针对于布尔量类型的状态信息，这主要包括各种继电器的开断状态和压板投退情况等。两个状态信息之间存在连锁关系指的是若其中一个信息为A，则另一个信息也为A。继电保护系统中具有连锁关系的状态信息通常存在于实现同一继电保护动作必然起动的环节之间或继电保护装置内的同类型的环节。
根据连锁关系的特点，若两个具有连锁关系的状态信息出现了较大偏差，则可以判别某一个状态信息出现了异常。具体可以通过构造异或逻辑来实现在线监测：若具有连锁关系的两个状态信息互异则输出为1，即输出状态异常信号。
（2）基于互斥关系的继电保护在线监测方法
互斥关系也主要针对于布尔量类型的状态信息。两个状态信息之间存在互斥关系指的是若其中一个信息为A，则另一个状态为A，换句话说，对于两个具有互斥关系的状态信息，若其中一个为1，则另一个一定为0，反之亦然。
继电保护系统中具有互斥关系的状态信息通常指的是断路器位置以及跳合闸位置继电器的动作情况等。根据互斥关系的特点，若两个具有互斥关系的状态信息不呈现互补，则可以判别某一个状态信息出现了异常。具体可以通过构造同或逻辑来实现在线监测：若具有互斥关系的两个状态信息均为1或0，则同或逻辑输出为1，即输出状态异常信号。
（3）基于冗余关系的继电保护在线监测方法
两个状态信息之间存在冗余关系指的是两个状态信息始终保持一致。冗余关系可以适用于布尔量类型和非布尔量类型的状态信息，其中非布尔量类型状态信息的取值不只有“0”和“1"，主要包括采样值、装置温度、网络延时等。具有冗余关系的状态信息通常存在于双重化配置的保护或具有同源信息源的两个采样值和开关量中。
非布尔量类型冗余状态信息的在线监测方法。如上文所述，继电保护系统中非布尔量类型的状态信息主要指的是采样值等，为了判断其准确性，也可以通过对比这些信息之间的差别来发现继电保护系统的某些异常。
2.4基于物理定律约束关系的继电保护在线监测方法
物理定律约束关系主要针对于采样值而言，采样值是继电保护系统的重要状态，它关系着继电保护输入的正确与否，直接影响继电保护的逻辑判断甚至跳闸出口，因此采样值的监测显得尤为重要。
可以通过基于冗余关系的在线监测方法对采样值进行监测，这种方法仅仅将采样值看作离散的一系列数据，通过具有冗余关系的两个数据进行比较。但是变电站实际运行过程中可能存在采样过程和数据均正常，但采样对象出现错误的情况，这种情况下利用冗余关系判断采样值是否异常就会存在弊端。
结语
综上所述，为了更好地实现采样值的在线监测，可以充分利用继电保护状态信息之间的约束关系：不同的断路器位置组合或接线方式对应不同的一次系统拓扑，相应地采样值也会不同，采样值之间满足的物理定律约束关系也会发生变化。
参考文献：
[1]陈水耀.继电保护失效检测及检修策略研究[D].华北电力大学（北京），2016.
[2]文继锋，盛海华，周强，姜健宁，熊蕙，潘武略.智能变电站继电保护在线监测系统设计与应用[J].江苏电机工程，2015，34（01）：21-24+29.
[3]卢俊.继电保护状态评估及应用[D].华北电力大学，2014.
论文作者:翟浩骅,张颖
论文发表刊物:《电力设备》2017年第7期
论文发表时间:2018/4/12
标签：状态论文; 在线论文; 信息论文; 继电保护论文; 关系论文; 变电站论文; 冗余论文; 《电力设备》2017年第7期论文;