变电站继电保护二次回路的在线监测及故障分析

张乐

摘要：继电保护的二次回路状态检测和评估过程，涉及不同功能回路、不同间隔、不同类型变电站的综合考量。以220kV传统变电站为例，保护装置相关的二次回路主要可以分为交流和直流回路，交流回路，比如：电流回路、电压回路、辅助设备交流供电等;直流回路，比如：跳合闸及相关监视回路、装置供电、信号回路、开入开出回路等。本文对这些回路进行健康度特性分析，并对如何进行监视提出解决方案。

关键词：变电站;继电保护;二次回路;隐患排查

引言

随着智能变电站建设规模的不断增大，需要构建优化的智能变电站继电保护二次回路控制模型，结合故障融合和特征检测技术，进行智能变电站继电保护控制，在继电保护二次回路中，受到环境工况信息的影响，导致智能变电站继电保护二次回路输出稳定性不好，容易出现故障，需要构建优化的智能变电站继电保护二次回路故障监测系统，通过故障状态信息融合和特征优化提取技术，进行智能变电站继电保护二次回路控制和故障监测，提取故障工况下的状态参数，结合大数据分析技术，实现故障状态参数融合，研究智能变电站继电保护二次回路故障监测系统，在提高变电站的输出稳定性和可靠性方面具有重要意义。

1变电站继电保护二次回路隐患产生的原因

1.1环境因素产生的隐患

继电保护运行中的二次回路，由于元件老化、温度的骤变、工作电源改变等原因，都会产生许多严重的安全隐患。内因和外因造成的安全隐患都是隐藏起来的，不容易被发现。例如在高温环境中，电子元件的特性会受到很大的影响，而工作电源的变化会直接影响到给定电势的变化;次级电路电缆的外部老化会导致多次接地，或者如果接线板松动，则可能导致严重的故障，如CT开路。组成寄生电路，无法有效地发挥次级电路的继电保护功能。

1.2保护定值不正确引起的故障

①定值计算的错误;②定值整定的错误;③装置定值的自动漂移。引起继电保护定值自动漂移的主要原因有几个方面：①元件的老化;②元件的损坏;③温度与湿度的影响;④电源的影响。

1.3回路误接线

设备安装过程中，一定要保证每一根电缆都连接。但如果安装人员自身专业素质不高，对结构图理解不正确，在安装过程中可能会出现虚连接、端连接错误等问题。在采样电路中，如果出现线路错误，如次级线圈的极性反接、相序错误等，将影响继电保护装置收集正确的次级量，从而导致保护失败。信号线上出现线路错误，硬接触信号不能通过测控装置上传到监控后台，从而对智能化的无人值班的变电站的正常运行造成影响。在控制电路中出现接线错误时，即使保护装置正常动作，也不能向断路器输出信号，造成拒动。这样，继电保护装置就不能安全稳定地工作。仪器检测过程中，相关检测人员不按规定操作，容易造成安全隐患。接线错误将在新建变电站或技术改造项目中更为常见。

2智能变电站继电保护二次回路在线监测系统

2.1交流电压二次回路开路检测

在发生了交流电压短路时，可能会造成一些使用交流电压原理的保护功能受到影响，比如距离保护、零序方向过流、母差复压闭锁功能等。对于交流电压回路的故障，对于使用母线PT的变电站，站内主要间隔的电压源头都是来自于母线PT，当母线PT故障时，几乎所有间隔的交流电压都会出现偏差，由于中性点的偏移或二次回路断线，可能会出现PT断线等情况。对于线路PT，本间隔的二次回路故障只会影响本间隔。根据不同地点出现的断线的现象可以初步判断：对于保护屏处的断线，保护装置测得断线相电压会很低，几乎为零，对于设备区的PT端子箱处的断线，保护装置会有（1/2～1/3）UN的残压;同时对于中性线N600的断线，可以检查其是否存在3Uo简单判断。可以通过平时对电压的监视来判。

2.2运用正确的检查方法

当继电保护故障发生后，现场的检验是找出问题的必然途径，根据检验的方法、检验项目、检验顺序等，现场检验可以分为顺序检查法、逆序检查法、整组试验法等。（1）利用顺序的方法检查。这是一种相对比较费时费力的方法，但同时也是一种检验最彻底的方法。尤其是在处理微机保护装置拒动误动或者装置逻辑问题时，这样方法尤为有效。它是根据现场的检修规程规定，利用全面检验、调试装置的方法找出故障点。按装置外观检查、定值检查、测量绝缘、电源性能测试、保护性能检查等顺序进行。（2）用逆序的方法检查。这是在微机保护装置出现误动时常用的方法。很多时候，我们在查阅完事件记录及故障录波后，仍然毫无头绪，这就先要以事故造成的结果为出发点去思考，逐级向上查找，一点一点直到找到故障点。（3）用整组试验的方法检验。就是利用继电保护试验仪往保护装置里加入能使保护可靠动作的模拟量和開关量，测试其动作时间及动作逻辑关系，使故障重现，以此来判明问题根源。如果异常再现，那就要结合其它的方法进行检查。

2.3信息采集方案

在线监测系统中，信息记录分析装置是信息采集的主要设备。但是在线监测系统的过程层、站控层的报告数据量很大，并且存在大量的冗余信息，给信息采集带来了困难。所以，为了能够高效率、有针对性地收集数据信息，可以对所收集的终端设备信息进行过滤、筛选。但联机监控系统的信息还需要进行初步分类。例如可以将其分为稳定信息、暂态信息和状态文件。稳定信息是指记录设备长时间运行时的温度、光强、电压和电流等信息文件。status文件是通过监控连接实现通断状态的文件。相对的，只要过滤掉以上3种信息文件，就可以实现故障的监控。在实际应用过程中，网络信息记录分析设备按照一定的时间间隔，向用户提交稳定状态文件。但是一旦有重大预警报告，分析状态有变化，设备就会主动向临时文件报告。然后在主站端对数据、辅助设备的实际运行状态进行对比。存储站端将进行诊断分析、报告信息、统计、异常状态特征评估，方便员工决策、诊断。

结语

随着科学技术的发展，保护系统将会越来越完善。这就需要我们把科学的理论知识与现场实际相结合，让工作人员能正确客观地判断故障的性质及快速有序地分析处理事故和控制事故，有效可靠地防范电气事故的发生及扩大，以保证电力系统安全稳定的运行。

参考文献

[1]吴祉娴，刘涛，饶鑫.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术研究[J].电子测试，2018（22）：103-104.

[2]邝瑞锡.智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术研究[J].科技风，2018（32）：163.