智能变电站二次系统故障诊断方法的分析

張欽

摘 要 智能变电站的系统设备分为一次设备和二次设备，二次系统作为智能变电站系统的重要组成部分，对整个系统的安全、稳定运行有直接影响。随着智能变电站智能化水平的不断提高，二次系统也面临着更大的运行压力，必须采用有效的故障诊断方法，及时发现、排除二次系统故障，为系统的正常运行提供保障。本文将对智能变电站二次系统故障进行简单介绍，在此基础上，探讨二次系统的故障诊断方法与调试方法，以期提高系统运行的可靠性。

关键词 智能变电站；二次系统；故障诊断；方法

中图分类号 TP2 文献标识码 A 文章编号 2095-6363（2017）06-0047-01

智能变电站二次系统是变电站系统的重要组成部分，其在运行过程中，可能出现多种类型的系统故障，会对智能变电站系统的安全运行造成较大影响。本文首先分析了二次系统的常见系统故障，包括母差保护故障、智能终端故障和GOOSE通信故障等，然后对系统的故障诊断方法进行探讨，希望能够促进智能变电站二次系统运行稳定性的提高。

1 智能变电站常见的二次系统故障

1.1 母差保护故障

智能变电站的母差保护故障的现象较为明显，一旦发生母差保护故障，系统会发出警告。一般的故障原因是母差保护装置失电，虽然在系统发出警告后，该故障可以在1s内回复，但是也会对变电站二次系统的运行产生较大影响。在发生母差保护故障时，用对电源系统进行重点检查，许多母差保护故障时由于电源问题引起的[ 1 ]。

1.2 智能终端故障

智能终端故障是智能变电站二次系统故障中的常见类型，其具体表现为在终端信号无操作的情况下，系统出现“装置闭锁”信息，而且无法自动回复正常。出现这种故障的原因可能是设备本身的问题，也可能是由于定值设置不准确，一般由后者引起的智能终端故障较多。需要采用调试工具进行检修，重新设计内部数据，并将设计信息重置后复归[ 2 ]。

1.3 GOOSE通信故障

GOOSE通信中断智能变电站常见的通信故障，在变电站送电过程中，可能会出现开关设备、智能设备无变化，后台报出GOOSE通信故障的问题。出现这一问题主要是由通信设备或系统设置问题引起的，比如硬件没有连接好，通信设置不合理等，都会造成通信中断。如果这些方面没有问题，还要对电源系统进行排查，也可能是由于电源插件松动，未达到通信设备的供电标准，所以导致通信中断[ 3 ]。

2 二次系统故障诊断方法

2.1 故障特征信息的分析处理

对故障特征信息进行搜集和分析，是进行故障斩断的第一步，也是最主要的环节。故障特征信息分析可以为故障诊断提供依据，降低诊断难度。一般通过在线监测获取故障特征信息，采用“三层两网”的框架状态对系统进行监测。在线监测系统的作用是监测系统运行状态，诊断系统故障信息，在二次系统中的应用，有利于消除系统盲点，强化自检功能，提高系统故障特征信息的分析处理效率。一般故障特征信息主要集中在保护系统、通信系统和入侵控制系统中。保护系统包括终端文件监视系统、保护元件监视系统等。通信系统包括网络通信监视系统、通信协议监视系统等。入侵控制系统包括物理访问终端控制、网络访问控制等。在进行故障特征信息的收集和整理时，要从这些系统中全面地获取故障特征信息。

2.2 建立故障诊断模型

智能变电站的二次系统故障诊断模型的建立以专家系统为主，主要包括4个模块，即数据库、知识库、人机接口和推理机。其中知识库是专家系统的核心，可执行计算、推理等操作，是故障诊断的集合模块。建立故障诊断模型可以对二次系统的运行状况进行全面监督，同时能够发挥对系统的控制和保护作用。一旦智能变电站的二次系统发展故障，诊断模型会立即运作，发出警告，警告信息迅速传递到通信网络内，为故障分析提供依据。并且根据故障特征信息的表现，由专家系统进行分析，得出故障结论，从而制定有效的故障排除方案[4]。

具体的故障诊断方法有配置诊断、IED装置诊断、综合诊断等。这些诊断方法在二次系统故障诊断中具有重要作用，是二次系统稳定运行的基本保障。配置诊断方法主要是对系统内部的智能设备配置故障进行诊断，包括开关配置、测控配置等，采用通信报文发送诊断信息。IED装置诊断法主要分为两类，一是通信中断故障的诊断，二是功能异常故障的诊断。综合诊断法主要是对二次系统的拒动、误动故障进行诊断，可以避免大范围停电。这些诊断方法的应用极大地提高了二次系统故障诊断和排查的效率，为系统的可靠运行提供了保障。

2.3 故障诊断推理

故障诊断推理被用于智能变电站二次系统故障的预测和排查，通过对系统运行状态的分析，推理出系统可能发生的故障和存在的隐患。故障诊断推理的方法主要包括规则推理、精确推理、产生式推理三种。规则推理是全面分析系统运行的各项信息，与知识库内的条件进行匹配，如果匹配成功，则表示二次系统可能存在某方面故障，应根据具体情况及时排查。精确推理具有较强的适应性，不受田间限制，能够对已经出现故障的设备进行准确推理，为设备的维护检修提供方便。产生式推理是事實到推理或推理到事实的过程，由于目前二次系统的智能设备有限，不需要依靠警告信息，就能找到故障根源[5]。

3 二次系统调试方法

3.1 单体调试方法

单体调试方法主要应用在间隔层，包括网络交换机的调试、智能终端的调试等。对网络交换机进行调试主要是检查其内部的线路连接情况，确保其性能满足系统需求。智能终端的调试应确保系统达到安全接地状态，确保各项回路均处于正常状态，特别是对GOOSE报文功能进行调试，保证智能终端的稳定运行[6]。

3.2 分系统调试方法

分系统调试在单体调试的基础上进行，进一步强化二次系统性能，排除故障隐患，降低故障发生几率和故障诊断的压力。分系统调试主要包括监控调试、继电保护调试和远动通信调试。在进行监控调试时，需要检查系统各个层面的运行状况，对其进行逻辑验证，完善故障处理方法。继电保护系统是二次系统故障斩断的核心，对继电保护系统进行调试，可以提高继电保护水平，为故障诊断提供支持。远动通信调试主可以提高变电站二次系统的智能化水平，消除故障隐患，降低故障诊断的复杂性。

4 结论

智能变电站的二次系统对于整个站内系统的运行由重要影响，可以为变电站运行提供保护，应采用科学有效的故障诊断方法，提高二次系统的故障诊断能力，确保智能变电站的稳定运行。智能变电站比一般变电站对二次系统的依赖性更强，应按照故障诊断结果对二次系统进行调试，提高二次系统运行的可靠性。本文主要介绍了智能变电站二次系统的故障诊断方法和调试方法，希望能为智能变电站二次系统的故障诊断提供参考。

参考文献

[1]邱智勇，高翔，陈建民，等.基于镜像技术的智能变电站二次系统隐性故障诊断研究[J].电气技术，2016（8）：89-94.

[2]王俊山.计及二次系统的智能变电站故障诊断方法研究[D].济南：山东大学，2016.

[3]孙莉君，董科研，许晓峰，等.智能变电站二次设备故障诊断系统的研究[J].沈阳工程学院学报：自然科学版，2016（1）：55-60.

[4]薛震.智能变电站二次设备在线监测与故障诊断研究[D].济南：山东大学，2015.

[5]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].济南：山东大学，2015.

[6]葛立青，赵光元，杨凡，等.智能变电站二次回路故障诊断方法研究[J].智能电网，2014（6）：28-31.