智能变电站继电保护隐藏故障诊断与系统重构方法

刘景久

(国网江苏省电力有限公司检修分公司淮安运维站，江苏淮安,223001)

0 引言

随着我国通信技术的飞速发展，变电站通信网络已初步取代了二次电路，变电站的集成自动化系统也在发展过程中体现了二次电路网络的智能性和特点。智能变电站已经出现，可以更好地满足用户的电力需求。在本文中，我们将详细研究如何诊断智能变电站继电保护二次回路中的隐藏故障，重点是SV链路故障诊断和检测二次回路中两个常用故障。将简要介绍方法和诊断。方法，交流电路故障诊断方法和保护措施通过故障诊断方法和设计实验，本篇为何在那个主要是对交流电路故障诊断以及保护问题进行论述分析，同时在其中通过设计实验对本文所介绍的故障问题进行解决，从中学习诊断方法，使其具备一定的准确性。稳定降低变电站系统的运维成本，从而有效降低安全事故发生的可能性，降低维护成本。

1 智能变电站继电保护系统潜在问题的诊断

1.1 隐藏故障检测与诊断

静态状态下的隐藏问题检测。通过对电网系统的分析，可以看到与继电保护系统有关的数据具有参考价值。这些数据的存在对于机电设备的安全可靠性有着重要保障，比方说通过变压器以及其他电力线系统手机信息，能准确的诊断电力设备存在的隐患问题，同时也能进一步的保障数据信息的实时性，从而提高数据准确性。

1.2 继电保护测量数据的检测与诊断

1.2.1 操作故障检测与诊断技术

智能变电站的继电保护逐渐彼此形成了相邻电路组件的保护效应，之后通过基点保护系统的查分数据测量信息，能逐渐实现对应的逻辑，从而准确评估每一个设备，之后发现问题，并且进行解决。

1.2.2 当保护继电器工作时，测量值发生变化

如果在每个电力线的保护系统当中都会产生相同数据故障，那么其中一定具备极强的关联性。除此之外电力系统中继电保护也是可以互相作用，这有助于及时发现继电保护系统中的隐患。

1.2.3 问题计算与评估部分

计算以及测量部分对于基点保护系统数据进行综合处理，并且该部分的信息以及继电保护装置的组件有着紧密联系，还能不断提高测量以及计算部分的可靠性，防止线路出现问题，报账系统的正常运行。

1.3 在不同地点或同一地点使用不同设备测得的继电保护系统的数值关系

电网系统当中智能变电站的保护系统如出现问题会威胁其正常运行。继电保护并不是对电量进行检测，而是计算其电流以及电压。当电网系统正常运行时，很难直接发现隐患，但是电网的变化很可能引起潜在的问题，危及继电保护系统的稳定性。

2 新型智能变电站继电保护二次回路隐藏故障诊断方法

对于智能变电站当中的继电保护，其二次回路的隐性故障诊断主要有交流会路、SV链路以及保护动作三种故障诊断方式。SV链路诊断主要针对于链路的隐性故障问题。交流回路鼓掌主要针对于电路以及各个节点之间的隐患，保护动作鼓掌诊断主要是保护装置的自身故障诊断。当开始运行之后，继电保护刺激电路需要实现实时监控，当参数发生变化之后，系统会判断故障烈性，之后选择核实的诊断方式，以便合理、快速清除故障。

智能变电站继电保护二次回路隐性故障诊断方法主要分为SV链路故障诊断方法，AC回路故障诊断方法，保护性操作故障诊断方法和SV链路故障诊断方法。交流回路故障诊断方法主要针对普通电路和节点的隐患，而保护性操作故障诊断方法则适用于诊断保护装置自身所产生的故障。当智能变电站运行之后，继电保护装置会对设备进行实时监控，如果参数产生异常，那么系统会将其的隐患确定并对其进行诊断。

2.1 SV链路故障诊断方法

SV链路在智能变电站当中运行的系统传输连接可以通过识别SV信号在系统之间进行信息传输。所以当SV电路产生故障时，也会对系统的传输功能产生限制。如果不能正常进行信息传输，那么变电站也无法正常运行。，则智能变电站将无法正常运行。可能会发生故障。因此，开发一种诊断SV-link故障的方法尤为重要。为了解决SV链路无法发送故障信息的问题，请先配置SV信号的接收方。如果接收器在指定时间内未接收到相应的SV信号，那么则表示SV链接失败，并且会出现故障指令，系统也会尽快处理，减少不必要的损失。随后，对于SV链接的操作参数，如果检测SV链接参与以及预设参与不匹配，那么检测系统也会出发故障报警，对SB系统进行干预，改变监视频率，从频率来找出问题进行分析，这样一来也能提高二次回路当中的隐藏故障效率，这对于设备检修以及维护也有十分重要的作用。

2.2 交流电路故障诊断方法

交流电路的故障其中有电路断开的地相电压以及节点断开以及万用表功能显示异常等问题，如此，在对隐藏故障进行诊断的过程中，交流电路的故障诊断与SV链路相比之下可能就会小的多，同时在监视数据以及保护设备数据之间的比较，也能确定交流电路是否存在故障，交流电路的诊断方法进行双重保护，交流电路诊断方法采取双重保护措施，在进行故障诊断时可以保护诊断系统本身。另外，采用双AD采样方式对监控数据进行采样，通过合并单元实现A / D线转换，可以同时采样两个AD，从而获得两个。监视数据通道以比较和分析电流，电压和其他监视数据。在数据的同步比较确定数据参数是否在正常参数浮动范围内之后，如果超出该范围，则交流电路通常会发生故障。根据基本的异常现象，确定交流电路故障的类型并进行改善。检测数据异常区域。确定并发送故障电路的位置，并将诊断信息发送到保护系统，以便维修人员清除故障。

2.3 保护动作故障诊断方法

保护性操作故障诊断主要以设备的监视状态为根本，同时保证保护视察与被保护设备拥有一致性。通过模拟以及对开关验证支架你觉得比较，确定保护器所发出的保护梁，如动作正确，可以直接对保护器执行时间进行检查。 如果保护装置的保护操作超出正常范围，则保护装置内部可能存在问题。将模拟开关与正常开关进行比较，以确定诊断和故障保护措施。如果系统本身无法解析，并且手动参与，则说明将发送到系统。

3 继电保护二次回路在线监测系统构成与在线监测信息

3.1 在线监控系统的结构

智能变电站所通过对二次线路的诊断以及分析来获取信息，新的智能变电设备也会通过在线监视以及诊断设备对数据进行收集，站侧设备的主要功能也是进行配置、收集、过滤，确定通信网络故障、去手机相关信息，然后以文件格式将其发送到主站系统。主站系统预先确定并提供站侧设备发送的异常信息。

3.2 在线监控信息的类型

3.2.1 设备运行信息

总的来看，设备的运行信息其中包含开关、自检以及采样值等集中，并且设备的工作温度以及电源电压以及通道光强度等软件和硬件的自检信息。每个分支的电流，差分电流和二进制输入代表采样值和开关信息。对以上信息进行长期监视和分类可以提高状态维护的水平。

3.2.2 报警信息

总的来看，其中包含了开关值报警以及异常设备报警和采样值，这些当反映在次级电路时，能快速的确定故障，对其进行状态评估。

3.2.3 保护措施

具体地，包括保护操作信号和操作结束信号。

3.2.4 SV/GOOSE操作信息

具体来说，是指异常的消息状态和格式信息。设备故障可能导致SV/GOOSE消息帧格式错误，例如消息丢失和延迟。

4 继电保护二次回路在线监测与故障诊断原理

4.1 SV/GOOSE链路诊断原理

如果GOOSE与V信息传递在一定的条件之下，可能会产生预警。如SV链路产生异常现象，或者是对保护继电器的数据获取受到干扰等，此时的断开链接劲爆消息也会通过站控层MMS发送。与此同时也会记录与分析设备之间同步获取，在网络采集以及网络跳回环路之间有一个系统的观察源，可以监视对多个接收方与发送方之间的链路状态，并且设备发送的链路劲爆消息准确确定链路异常，之后分析。

4.2 交流电路状态诊断

网络消息记录分析仪和继电保护设备会实时收集流量并监视次级电路的流量。智能站通常采用双重AD采样的方法来达到双重保护的目的，并将MMS发送的双重AD采样值与两个保护采样值进行比较。其中，如果其中会产生较大误差，那么继电保护完成综合采样报警之后，也必须要保障继电保护交流电路的正常，这也能保证继电保护装置去提供相应的异常次级电路。系统对网络消息记录以及分析设备SV发送采值样与继电保护设备MMS之间的比较，如果双方产生错误，将不会发生SV断开连接警报，并且SV二次采样循环可胜任第一项工作。电气保护设备对应的采样电路正常，但网络子设备和保护设备获得的采样值均在正常水平以上。这意味着网络的交流采样电路。信息记录分析仪异常。根据网络消息记录分析，设备获得相应的二次异常电路。

4.3 防护性操作诊断原理

4.3.1 双配置保护装置

对AB的保护装置进行严格操作检查，能获取更多的继电保护装置，可保持正确操作并且强调保证及时性。按照GOOSE的切换时间，也能换算出具体的时间差额，并且在对其进行比较保护的过程中成分特征，系统也将知道其保护动作的准确性。

4.3.2 单一配置保护装置

通过模拟但配置保护设备以及网络消息的分析记录，能有效科学的监视交流电路。同时获取设备的信号来了解开关电路工作状态，同时将变化的模拟量以及单个保护操作逻辑之间相互串联，确定保护措施的正确性。

5 实验对比

5.1 实验目的

为了测试本文研究的智能变压器继电保护二次回路隐性故障诊断方法的诊断效果，选择了常规的人工故障诊断方法和本文研究的故障诊断方法进行故障检测。继电保护次级电路只能在已知的相同故障下运行。比较两者的诊断效率和诊断准确性。

5.2 实验方法

模拟智能变电站系统的工作环境，在继电保护的二次回路中设置六种常见和典型的隐患。在相同的实验环境中，使用本文中学习的诊断方法和传统诊断方法进行了500次诊断。执行并计算两种方法的诊断效率和诊断准确性，这两种方法分别针对每种类型的故障处理六种类型的故障。

5.3 实验结果与分析

根据上述实验方法，在实验环境中进行了对比实验，得到的实验结果如图1所示。

图1 诊断效率和诊断精确率对比图

按照本次实验模拟流程，对其进行对比实验的过程，图1为具体实验结果。从本次试验当中可以看出，在二次回路隐性故障诊断上，智能变电站设备的诊断效率以及准确性与传统人工诊断相比之下，有着一定的优越性，能迅速，准确的找出故障原因及位置，并将其解决，维护智能变电站的稳定运行。

根据以上的分析实验方式，在实验上进行对比，最终结果如下图1所示。

从上述图1当中可以看出，本次研究的智能变电站的继电保护二次回路隐蔽性的故障诊断效率以及准确率与人工诊断方式相比之下，更具备优势，不仅能准确找到故障原因，同时还能解决故障，有效地维护智能变电站的稳定运行。

6 结束语

电力系统中的继电保护系统十分重要，继电回路的出现对于运行环境也会产生负面影响，并且在故障发生率方面也无法有效保障。但是在出现智能变电站之后，通信网络逐渐显示出幼儿月星，不仅减少了故障率， 同时对于数据信息的获取能力也大大加深，减少了不必要的故障，确保电力系统的稳定运行。