继电保护相关二次回路的在线状态检测技术研究

王义超　牟新

摘 要：科学技术的发展，使得各种各样的新设备和新技术不断涌现，社会对于电力的需求不断提高，推动了电力系统的快速发展。在这种情况下，传统的检修模式无法及时发现系统中存在的故障，影响了供电的稳定性和可靠性。因此，引入在线状态检测技术，对电力系统进行诊断和检修，成为一种必然趋势。文章结合继电保护二次回路状态检修的必要性，对其在线状态检修技术进行了研究和讨论。

关键词：继电保护；二次回路；在线状态检测技术

前言

计算机技术、电力电子技术以及现代通信技术等的快速发展，使得电力系统中二次设备的状态检测成为了可能。以状态检测替代传统的周期检测，能够有效减少设备的停运时间，提高设备运行的可靠性和稳定性，同时也能够减少设备检修的工作量和费用。大量的研究实践表明，继电保护二次回路问题是引发保护系统事故的主要原因，但是由于其相对复杂，想要对其实行有效的状态检测是非常困难的，需要相关技术人员的深入研究。

1 继电保护二次回路状态检测的必要性

首先，在可能导致继电保护误动的各种因素中，继电保护装置自身的缺陷占据了相当大的比重，但是，通过现有的定期校验和周期性检测的方式，并不能及时发现其中存在的隐患，也就无法对故障进行有效的预防和控制。例如，主变差动保护如果存在问题，可能会导致三次谐波在切除时产生误动，但是在对主变进行年度检查时，并没有这一项的检测。同时，周期性检测的方式无法实现对许多继电保护装置故障原因的准确定位，尤其是对于外部干扰引发的误动，只能通过抗干扰措施进行应对。其次，对于继电保护二次回路中引发的多数事故，周期性检测的方式一般都能够及时发现隐患，通过对这些隐患的分析和深入研究，微机保护校验项目的重点，应该从以往的定值复核以及功能逻辑确认转移到二次回路的检查方面。再者，继电保护装置从设计、选型到最终的投产实验，应该做好严格的把关，按照相关标准和规范，对其进行验收工作，切实保证装置的安全稳定运行。不仅如此，在新设备投入运行的第一年，还应该严格参照《继电保护及电网安全自动装置检验条例》的要求，进行交接性检验工作[1]。

2 继电保护二次回路的在线状态检测技术

2.1 交流二次回路

对继电保护系统进行的大量研究表明，交流二次回路异常是导致系统保护失效的主要原因之一。因此，做好交流二次回路的在线状态检测是非常重要的。通常情况下，在变电站中，交流二次回路包括了电流电压互感器二次线圈、合并单元、通信接口等，其中任何一个环节出现问题，都可能对设备交流采样结果的准确性造成影响。这里对当前两种比较常用的交流二次回路在线状态检测技术进行分析。

（1）双重化配置保护装置：在我国电网运行的相关规范中规定，220kV及以上系统的电流电压互感器应该提供两组保护用二次线圈，使得双重化配置保护的交流输入回路能够相互独立。考虑到系统观测的同源性，以继电保护信息系统对双重化配置保护装置中的电压和电流进行采集，结合采集到的数据进行分析，若两套保护装置的相对误差在允许范围内，则其处于正常工作状态；若相对误差超出允许范围，则认为至少有一套保护的交流二次回路出现了异常，需要进行设备的状态检修工作。（2）单重化配置保护装置：主保护与后备保护分开配置的单重化配置保护，交流二次回路应该相互独立，分别接入两套不同的保护装置。可以分别对主保护和后备保护进行相应的采样和误差分析，单重化配置保护可以通过对测控设备、保护装置等的交流采样值进行采集，实现误差的分析，从而判断交流二次回路的状态是否正常[2]。

2.2 开关量输入二次回路

通过开关量输入二次回路，继电保护装置能够对保护的动作信号、加速信号、闭锁信号以及断路器的分合闸位置信号等进行采集，而这些信号直接关系着继电保护装置功能逻辑的正常运行。开关量输入二次回路在线状态检测有以下两种方式：（1）单套保护装置：为了确保电力系统出现故障时，继电保护装置能够可靠动作，应该在保护中引入母差保护动作、失灵保护启动等，这些开关量对于继电保护装置的动作有着直接的影响。在单套保护装置中，加入相应的保护动作性超时判断逻辑，就能够实现对相应开关量输入二次回路的在线状态检测。同时，继电保护装置可以通过增加功能逻辑及开关量输入回路的方式，实现对一次设备辅助接点的状态检测；如果条件允许，可以在状态检测过程中，以电流量作为辅助判据，将会有更好的效果。（2）双套保护装置：按照国家电网公司提出的“六统一”设计原则，可以将失灵启动开入、断路器辅助接点等开入量二次回路同时接入到双重化配置保护中，同一间隔的两套保护所对应的开入量状态应该保持一致。利用保护信息系统，可以实现对双套配置保护所采集的同一间隔开入量进行相应的采集和分析，若两者的状态不对应，则可以判定二次回路存在异常。这种检测方法直接简单，可以对各种异常状态进行检测，实现对于开入量二次回路的在线状态检测[3]。

2.3 断路器二次回路

在传统变电站中，断路器的二次操作回路主要是纯硬件回路，并不具备在线检测的条件，虽然许多技术人员相继设计了一些对断路器二次操作回路的工作状态进行检测的方法，但是这些方法都存在着各种各样的问题和缺陷。而在智能变电站中，智能终端与断路器的连接仍然是传统的硬接线模式，同样不具备在线状态检测的能力。对此，这里提出了一种二次操作回路的在线状态检测方法，在传统保护断路器的基础上，加入了断路器位置辅助接点状态作为辅助判据，能够实现对断路器二次操作回路的在线检测功能。二次操作回路的在线检测判据能够对断路器跳合闸的位置信息进行检测，结合断路器辅助接点开入量状态，能够实现对二次回路异常工况的准确定位。若辅助接点状态异常，则设备会发出相应的告警信号；若辅助接点状态正常，认为检测到的断路器位置信息真实可信，能够作为二次回路在线状态检测的判据。同时，利用该判据，继电保护装置可以实现对断路器二次操作回路工作状态的在线检测，实现对二次回路异常工况发生位置的准确判定，并将检测到的相关信息通过继电保护信息系统，传输至监控中心，从而提高断路器二次回路的监控效果和监控水平[4]。

3 结束语

总而言之，在电力系统中，继电保护二次回路的可靠性直接关系着系统的运行安全，需要引起足够的重视。在继电保护相关二次回路中，应用在线状态检测技术，以状态检测取代传统的周期性检测，能够及时发现二次回路中存在的隐患和问题，同时实现对故障的快速准确定位，为故障的处理工作提供相应的支持，进而确保电力网络的安全稳定运行。

参考文献

[1]史大海.继电保护二次回路状态检测与评估[J].科技致富向导，2014（30）：125.

[2]陈昕，陆淑华.继电保护二次回路状态检测技术探究[J].机电信息，2013（24）：88-89.

[3]王春芸.继电保护二次回路状态检测与评估[D].浙江大学，2009.

[4]叶远波，孙月琴，黄太贵，等.继电保护相关二次回路的在线状态检测技术[J].电力系统自动化，2014，38（23）：108-112.