智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术

唐晓丽

[摘    要]随着我国科学技术以及计算机技术和通信技术的飞速发展，大部分数据、信息等资源已经实现共享。利用这些新技术和新信息，变电站正逐渐变得更加智能化。与传统智能变电站相比，智能变电站的运行效率有了很大的提高。这就要求在电力系统的运行过程中切实有效的配备与之相对应的继电保护二次回路，以此来从根本上有效确保电力系统安全平稳的运行。不断增强在线监测与故障诊断技术的适用性和容错性，进一步提高在线监测与故障诊断的质量。

[关键词]智能变电站;继电保护;二次回路;监测;诊断

[中图分类号]TM63 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）10–00–03

On Line Monitoring and Fault Diagnosis Technology of Relay

Protection Secondary Circuit in Intelligent Substation

Tang Xiao-li

[Abstract]With the rapid development of science and technology， computer technology and communication technology in China， most data， information and other resources have been shared. Using these new technologies and information， the substation is gradually becoming more intelligent. Compared with the traditional intelligent substation， the operation efficiency of intelligent substation has been greatly improved. This requires that the corresponding relay protection secondary circuit should be effectively equipped in the operation process of the power system， so as to fundamentally and effectively ensure the safe and stable operation of the power system. Continuously enhance the applicability and fault tolerance of on-line monitoring and fault diagnosis technology， and further improve the quality of on-line monitoring and fault diagnosis.

[Keywords]intelligent substation; relay protection; secondary circuit; monitor; diagnosis

1 電力系统继电保护二次回路概述

1.1 电力系统继电器二次保护电路的优点

高安全性。二次继电保护电路是保证电力系统安全运行的关键。在当今社会发展中，能源系统虽然得到了优化，但在某些方面仍然采用传统的保护技术，导致能源系统运行中存在诸多波动因素，影响系统质量。现在二次继电保护系统已经适应了时代发展的需要。通过不断地更新和优化，可以更好地识别和处理系统故障，减少危险事故，提高电力系统的安全性和功能性。

性能强。大多数二次继电保护电路有绝缘材料保护（图1）。这些绝缘材料具有很强的抗腐蚀性能，即使在外界环境中也不会发生较大的化学变化，从而提高了信号采集的效率，保证了电力系统的正常运行[1]。通过自动控制系统的应用，二次继电保护电路可以及时发现电力系统运行中出现的问题，并能快速分析缺陷并制定合理的解决方案，从而降低缺陷对电力系统运行的影响，并系统地提高能源系统运行的安全性和稳定性。

1.2 二次回路在线监测结构分析

为了有效地在线监测二次回路，需要获取合理的线路运行信息，并在此基础上对收到的信息进行综合分析。一般来说，在线二次回路监控系统由主站系统和站设备组成。主站系统通常直接放置在省调度端上，对原有结构进行了清晰定义，可以有效避免变电站智能设备结构等一些问题，也可以使用互联网信息记录设备作为数据收集的来源。在新建智能变电站的过程中，电力企业还可以直接使用检测系统和诊断设备作为数据采集的来源。此外，站点还必须完成信息的收集、分类和过滤。在通信网络异常的情况下，设备可以快速收集不规则的相关信息，并以文件夹的形式发送到各个发送终端的主站系统。完成对所有异常信息的综合诊断后，可直接在界面上显示诊断结果。

2 电力系统继电保护中常见的二次回路检测方法

在二次回路检测中，通常使用万用表。根据检测，用万用表监测电流回路的连接情况，保护板电流连接两端加电流1A后，若显示电流值大于1A，说明当前系统电路正常连接，系统有电路开路故障。但从二次回路检测的当前情况来看，这种检测方法并不能有效判断电流互感器的极性。当普通屏蔽电流端子接地时，流经电流表的电流可直接在地与屏蔽之间形成回路。此时，在测量过程中，检查员可以断开电流连接并在两端施加1A的电流。如果电流表指示值大于1A，则说明电路系统运行正常，传输系统可能存在开路故障。

通过对这种二次循环缺陷检测方法的分析，传统的检测方法基于人工检测技术，缺乏过分依赖经验的缺点。传统的检测方法在实际检测过程中可能存在一些误差。

互联网监控信息类型：二次设备运行信息包括关键部件在线异常信息和自动检测信息。当辅助设备出现问题时，此信息不能保证完整的诊断。为了更好地诊断，相关部门应针对二次设备的具体运行情况和当前存在的问题，互联网监控信息大致分为3类：设备相关信息、告警信息、防护相关信息[2]。

设备运行信息是指自动检测信息，如进料温度、电压温度、设备运行温度等。它还包括有关设备开关值、线电流和差分电流，以及样本值的信息。通过监测设备信息，可以获得大量信息，为设备维修后提供强有力的数据支持。

报警信息通常包括设备问题，如电气报警和连接，更换质量问题，COOSE检修不一样、开入量不正常或者链路断开等开关量方面的问题，还涉及CT或PT断线、SV链路断开或者SV检修状态不正常等采样值方面的问题。如果二次回路使用过程中出现这些问题，相关人员应及时查明问题原因，迅速对装置进行评估，准确查找。纠正后应给予维修人员相关指导，以提高工作效率和设备的维修质量。

保护动作信息通常包括保护输出信号和动作信号。

3 基于外部电源的二次链检测方法

基于外部能量定律的二次回路检测方法有助于提高二次回路检测的准确性。一旦使用了这种检测方法，研究人员就可以在高压设备之间设置短路点和使用外部电源创建闭合环来模拟电路中的常见缺陷。这种缺陷建模方法允许研究人员及时获得电流的波形和通过分析波形来确定检测结果的次级电压回路。变压器端口电线的可靠性也需要检查人员注意。一旦确认二次回路没有开放，检查员就可以分析高压一侧与交流电源连接后的电压和电流变化。在分析了次级链式连接后，检查员必须及时检查电流互感器和电压互感器的极性。在此基础上，检查员还可以完成对母线保护方向、高频保护方向和纵向保护方向的检查。

4 隐藏的次生风险及消除方法

首先，由电力系统检修不当造成的二次回路故障。例如，当通过变压器电流检测次级链式端口时，端口可能因连接保护工作的低效或过度力量而损坏。许多人在解决问题的过程中通常只处理表面缺陷，这些缺陷并没有被深层科技有效消除。其次，技术变革和建设项目带来的故障和风险。如果二次线路不符合相关标准，可能会导致与操作人员级别直接相关的故障。

二次回路故障应引起足够的重视和认真控制。分析波导文件或机组人员的参数可及时发现设备故障。其方法主要包括以下几个方面：①通过对数据记录器的分析，就可以及时发现设备的故障。②通过对录波器数据的分析，可以有效判断是区域性故障还是内部故障。③及时修复设备故障，通过检查录音设备的波形来判断设备是否工作正常。④还應检查电线末端是否损坏。⑤检查电流互感器是否正常，以便及时消除对它们安全的威胁，尽量减少无意识行为和发电机功能障碍的严重影响。

为了确保二级继电器保护电路在目前的工作过程中确实有效，它必须在负荷测试中进行测试，以测试当前的工作负荷。最大工作负载不应超过额定负载的5 %，如果出现过载，应更换额定负载的二级继电器保护电路。

5 电源电路继电器二次保护电路的维修保养措施

5.1 处理CT电路的缺陷

（1）在检查损坏的CT电路之前，工作人员应制订适当的安全计划，以确保人员的人身安全。确保计算机电路在处理CT缺陷时牢固地接地。

（2）必须停止CT电路中的二次短路，以纠正计算机本体论的故障。然后，根据计算机短路的状态，逐渐确定可能的开放空间，并采取适当的措施来纠正这个缺陷。

5.2 处理PT电路的缺陷

在研究PT电路的缺陷时，必须测试熔断器、开关和辅助连接最薄弱的部分。发电机的励磁调节器可以手动更换。当它关闭时，测量电路就会关闭。如果现场检测到电压状态异常，应事先制订安全计划，并适当地预先确定PT容器的检测。

5.3 注意直流电路的缺陷

处理电线缺陷最有效的方法是保存启发式：试着分别从每个直流线路中提取能量。如果直流线路出现故障，就可以假设直流通过连续地通电接地，可以在简单地电线中找到自己的位置，找到故障的原因并解决。

5.4 注意继电链条的安装和校正

为了确保转播周期的安全和有效运行，需要做以下事情：①确保产品的质量;②转播保护了二次电路的安装和修正。在恢复二次电路时，应仔细检查安装的设备，以确认每个二次电路中的通信节点的强度，并检查每个电缆的绝缘材料是否符合要求，并检查背景监测和控制系统。连接的任何问题都可能对继电链条的正常功能产生一定的影响;③必须对设备进行科学和改进，需要建立和完善数据库，完善数据录入功能，提高继电保护设备的稳定性，以保证自动化系统最有效的运行。

5.5 建立缺陷处理体系，提高专家资质

随着新材料和新设备在内的一系列国际技术在配电网运行中的快速应用，解决这一问题，能源技术必须创造一个平台，设备转移缺乏电路设备次要真正监控管理时间，加强自身能力。按照经理的要求进行一定的技术培训，掌握了这一点，使其擅长防御中继器的操作。一旦搜索结束，可以批准测试方法，以建立鼓励和惩罚机制，以继续提高安全设备的使用，提高参与者应对紧急情况和减少故障损失的能力。

5.6 检查二级中继站电路

应用继电器保护可以更好地保证电力系统的功能，因此加强继电器保护特别重要。尤其是差动保护装置需要加强控制和减少问题的数量。

（1）变压器负载维护。长时间使用变压器过载不仅会降低生产力，而且会减少设备的寿命，出现更多的负面影响。因此，为了延长变压器的寿命，必须定期维护和控制变压器的负荷。同时，可以优化差分防御特性，并提供合理的电流控制。

（2）变压器质量检验。变压器的质量在提高电力系统的安全性方面起着重要作用。因此，在选择变压器时，控制器的质量标准必须严格考虑到实物系统的需要。例如，在测量中保护装置时，如果电流过大，可以选择多个变压器，使它们之间的间隔较短，剩余差异问题和最大化磁饱和度。

（3）选择电流互感器。电流互感器必须根据电力系统类型和差动保护机制合理选择。使用的变压器的系数通常为10或15。当稳定流发生短路时，电流是有限的。在这一点上，二级负载误差必须稳定在10 %左右，以减少出现问题的可能性。

6 结束语

随着智能电阻技术的发展，传统的二次回路正在逐渐被通信网络所取代，促进了二次设备网络保护和自动化的发展。主管机关应加强对网络缺陷的监测、分析和诊断，不断提高效率。

参考文献

[1] 龚陈龙.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].电子测试，2020（2）：92，104-105.

[2] 邹立鑫.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].中国科技投资，2019（21）：86.