可靠性研究下继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术

曹 成

苏晋塔山发电有限公司 山西 大同037000

在变电站正常运行的过程中,一旦二次回路出现故障那么继电保护系统也会产生相应故障,这会对电网的安全运行产生十分不利的影响。将在线监测与故障诊断技术应用在继电保护二次回路中,不仅可以对电力设备的运行状态进行实时监测,同时也能与继电保护设备协调作用让监测过程更加科学,因此研究继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术有着十分重要的经济意义与社会意义。

一、继电保护二次回路在线监测与故障诊断的作用分析

(一)是电网安全运行的有效保证。随着科学技术的不断进步,我国的电力行业也逐渐朝向智能化与现代化方向发展,基本上实现了信息化建设,电网的安全运行在一定程度上得以保障。智能变电站的主要功能如下图所示:

图1 智能变电站功能示意图

由于存在诸多因素可以影响电力网络的安全运行,例如交流回路短路、直接回路接地异常等,虽然二次回路在遇到这种状况时会自动报警,但是由于受环境因素干扰,对于故障的原因具体是继电保护异常、还是其他原因异常,二次回路报警功能无法对其进行明确区分,这也就导致故障无法被及时排除,从而对电网的安全运行带来一定威胁。二次回路在线监测与故障诊断技术可以有效弥补这一不足,能够对电网的运行状态进行实时监测,因此就可及时发现二次回路存在的具体故障,并采取有效措施及时处理。

(二)提高检修效率。在变电站系统中,电力设备是其核心组成部分,在对电力设备安装二次回路保护装置后,可以让一些复杂的故障在初期就有所显现,因此可以做到有针对性的预警,帮助工作人员及时采取有效措施进行治理,因此二次回路在线监测与故障诊断技术可有效提高电力设备的检修效率。

二、在线监测与故障诊断技术应用在继电保护二次回路的具体监测内容

对于现代社会的智能变电站,在线监测与故障诊断技术有着十分广泛的应用前景,其监测内容也更加全面与综合。

(一)对电网设备运行状态的实时监测。当在线监测与故障诊断技术应用在继电保护二次回路时,其监测的主要内容包括电力系统软件及硬件设备的基本信息、设备的参数运行信息以及检修过程中的状态信息等。

(二)对报警信息的实时监测。所监测的内容主要包括设备在运行过程中出现的异常声响、温度的异常变化、数据的异常比对等。

(三)对设备保护动作的实时监测。主要是监测各电力设备零部件的运行轨迹以及执行状态,同时对于保护动作的执行逻辑与时间进行实时监测。

(四)采样测量值的实时监测。主要采集电力设备与各组件在运行过程中的信息样并进行实时监测,将一些异常信息与错误数据及时上报。

三、继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术的构成框架分析

(一)主站系统。在电力设备安装二次回路保护装置后,传统的二次回路会被智能的通讯网络所取代,并且在互联网的作用下,利用数字信号将各电力设备连接起来,从而实现在线监测与故障诊断。

在线监测与故障诊断系统主要包主站系统、后台系统、站端装置和远动系统等。整个系统以主站系统为核心,也可以这样讲,主站系统是整个在线监测系统的大脑,承担着分析情况、调度指令的作用。在线监测与故障诊断的主站系统一定要建设在完整的保护装置、数据分析、网络记录基础之上,并利用网络技术将各项具体功能连接起来,从而全面采集和分析监测数据。

(二)站端装置。在二次回路动态监测与故障诊断系统中,站端装置可以完成信息的过滤与配置,并与主站系统相配合。例如,在电力设备运行过程中,一旦存在某处设备故障,通讯网络就会将故障信息传输给站端装置,并通过站端装置的分析和诊断,将确认无误的信息传输给主站系统。纵观信息的整个传输过程,都是由保护装置在后台独立完成,并将过程直观显示在监控画面上,这将极大的提高故障维修的效率。

(三)系统监测信息。二次回路在线监测与故障诊断系统,所需要监测的信息主要包括:保护动作信息、运行状态信息以及警告信号信息等。保护动作信息,主要由动作信号与出口信号构成,系统可以直观的展示出被保护元件的保护时间与保护动作;运行状态信息,是由软、硬件检测信息、温度信息、电压信息、电流信息以及开关量信息等构成,通过各种信息的直观显示表明设备的运行状况,并且监测信息系统能够对信息进行存储,从而为维修工作提供相关的数据支持;警告信号信息主要包括故障时间与位置,检修状态、线路信息、装置异常等,工作人员可结合相关信息提高对设备的维修与养护质量。

四、继电保护二次回路在线监测与故障诊断的技术原理分析

(一)SV/GOOSE链路在线监测与故障诊断。二次回路在线监测与故障诊断技术在应用过程中可以利用SV/GOOSE链路诊断原理,这需要整个在线监测系统对运行频率进行预先设置,然后动态监测设备的各种运行参数,一旦设备的运行频率不符合预设频率,那么在线监测与故障诊断系统收到的信号就会显示异常,从而警报系统就会发出相应警告。在SV/GOOSE链路诊断过程中,信息传输需要依靠网络技术,GOOSE可以让信息传输精确到点对点,并最终导入SV系统中。通过分析比较观测源与接收装置信息就可快速直接判断出故障部位,提高故障判断率。

(二)交流回路在线监测与故障诊断。在交流回路诊断过程中,智能监测系统会及时采集故障信息,并且利用相关技术将其转换成合适单位从而实现采样信息与正常信息的同步对比。通过对比分析,智能系统可快速判断出所采集信息是否处于合适区间,如果信息比对异常但是继电保护装置却没有做出任何反应,那么就可判断继电保护的交流回路出现故障,工作人员即可采取有效措施对其进行及时处理。

(三)保护动作在线监测与故障诊断。二次回路在线监测与故障诊断技术在应用保护动作诊断原理时,需要对系统交流回路的运行状态进行严格监测,并且通过单重化保护装置与模拟量的对比,精确定位监测信号,并以此来判断交流回路的运行状态是否正常。对于单重化保护装置,在运行过程中主要包括保护模拟量与保护动作逻辑两方面内容,这也是保护装置运行精准的重要依据。而双重化保护装置,其交流回路运行状态则需要分析保护装置的检测结果以保证其精准度,这也就需要全面检查保护装置元件,最大程度的确保保护装置的可靠运行。

五、在线监测与故障诊断在继电保护二次回路的实际应用分析

在继电保护装置输入开关量等信息后,系统中的二次回路就会相应产生闭锁信号与保护信号,保护装置会及时收集这些信号,并以此为依据判断出设备的具体运行情况,继电器二次回路在线监测与故障诊断技术可以在互联网技术的支持下自动实现这一过程,从而可全面检测二次回路的运行状态。

例如,二次回路在线监测与故障诊断技术在具体应用过程中,会系统分析开关量,比如断路器失灵,监测系统需要检测保护动作的发生时间及逻辑,如果断路器的开关量出现异常,保护动作并没有立即作出反应并且间隔10秒以上,则可证明保护装置出现一定故障,需要技术人员采取有针对性的措施进行解决。除此之外,利用二次回路在线监测与故障诊断技术诊断断路器的运行状态时,现阶段主要利用双AD手段对信息进行采集与处理,并将信息与阈值范围进行比对,通过异常信息来判断断路器具体的故障原因,从而进行有针对性的处理。

综上所述,在社会发展的现阶段,我国的电力行业大多实现了智能化与信息化建设,因此探究继电器二次回路在线监测与故障诊断技术有着十分重要的经济价值与社会价值,不仅可以有效保证电力企业的稳定运行,同时也能最大程度的提高电力企业的故障检修概率,提高电力企业的核心竞争力。但是二次回路在线监测与故障诊断技术在应用过程中仍旧有一些问题需要亟待解决,需要技术人员在应用过程中不断探索与钻研,不断提高状态检修的技术水平,从而促进我国电力行业的稳定健康发展。