智能变电站电气二次回路可视化技术研究

智能变电站电气二次回路可视化技术研究

赵鹏飞

辽宁邮电规划设计院有限公司 辽宁省沈阳市 110179

摘要：现阶段，我国的智能变电站建设有了很大进展，在智能变电站中，电气二次回路是非常重要的组成部分。由于智能变电站采用光纤等网络通信模式进行信息传输，不能通过设计图纸清楚分析回路构造，使得运行检修人员在维护设备时无法直观了解各IED智能设备之间的联系及各保护测控的采集动作逻辑，因此研究智能变电站通信网络，将其转化为运维人员原有的思维维护模式显得尤为重要。本文首先对智能变电站继电保护二次回路进行论述，其次探讨了智能变电站二次回路的特点，然后就构建可视化仿真方法进行论述，最后研究了智能变电站继电保护二次回路故障诊断技术，以供参考。

关键词：智能变电站；电气二次回路；可视化

引言

继电保护二次回路常见的故障主要是控制回路、测量回路以遥信回路故障，而传统的测导通法、对地电位法以及测电压降法，主要依赖于万用表且具有一定的限制性，因此有必要研究一种新型故障诊断系统。

1智能变电站继电保护二次回路简述

应用在线监测技术与故障诊断技术之前，应先充分了解智能变电站继电保护二次回路的组成、特征。首先，继电保护是一种针对电力运行故障的保护措施，主要保护对象是存在安全隐患、可能发生运行故障的电力活动、电力设备，以此达到维护电力系统正常运行的目的。其次，继电保护二次回路是能够对设备进行检测、控制、调节、保护的电气回路，主要由二次设备组成。二次设备是可以进行一次设备工况检测、控制、调节、保护的低压电气设备。如各种测量仪表、控制设备、安全自动装置、信号设备等。继电保护二次回路主要包括控制回路、调节回路、安全自动装置回路。无论是哪一种回路，都可以对一次回路设备故障进行检测、反馈。在这一过程中技术人员可搭建在线监测、故障诊断系统，完成故障的自动监测、诊断、反馈。这要比传统的人工检测方法更加简单、直接、有效。

2智能变电站二次回路的特点

智能变电站不同于传统的二次回路，在连接点和隔离上采用的是光纤材质，这种材质的最大缺点是易折断，连接点非常容易出现错误，并且智能变电站不同于传统的二次回路，工作人员在排查断开点的时候，智能变电站由于隐蔽性在发现问题方面难度较大，这就为故障排除增加了工作难度。从专业角度分析，对于智能变电设备而言，与常规设备最不相同的地方在于智能变电站的模拟量和开关量在开关场地即变成数字量，通过光纤直采或网络组播的方式发送至响应装置，并且保护装置也取消了硬压板设置，开关量接收发送只通过装置内部的软压板进行隔离，这就是人们常说的智能变电站电气连接变得抽象化，这也成为了目前智能变电站运检维护工作面临的最大难点。对于传统的变电站来说，二次回路可以实现多层次、全方位、可视化的安全保护措施，可通过投退压板、端子排隔离或拆线的方式完全切断与其他间隔的相关联系，换句话说常规的变电站的隔离情况是可以直接被观察到的，哪怕是在复杂的情况下，通过测量也是能够实现对地电位的检测，掌握其隔离情况的。但是智能变电站的数字量虽然从理论上来说更加精准化和具体化但是其可靠性在实践过程中还是值得探讨的。这是因为，智能化的设备在设计上融入了更多的内部程序、软件等，通过外部观感检修人员是无法发现问题根源的，比如，在现场验收过程中，未经过GOOSE发送软压板的前提下就出现了保护跳闸的误动情况，其原因为厂家在配置SCD文件时漏连相关虚端子所致。所以说，智能化的设备尽管在运算和工作效率上有所改善，但是运行检测等方面同样会因为设备更新出现新的问题，并且是不容忽视的。

3构建可视化仿真方法

为实现电气二次回路网络信息可视化。智能变电站分为三层（站控层、间隔层、过程层）、两网（站控层网、过程层网）结构，站控层、间隔层采用ＭＭＳ、GOOSE，过程层采用SV。MMS主要用于智能电子设备（IED）、智能控制设备之间的通信。GOOSE层可传输开关量的开入、开出（跳闸、遥控、启动失灵、联锁），及时效要求不高的模拟量（温度、直流量）等。SV主要用于实时传输电压、电流等测量值。构建可视化的重点在于二次设备自动建模、虚端子间自动连接。通过厂家一次系统配置和功能配置构建SCD，SCD文件包含了全站所有的虚拟回路信息和实际通信参数，描述了智能变电站内一次系统结构、二次IED设备数据模型和各IED之间的逻辑关系，并体现了IED及各逻辑设备ＬＤ之间的二次虚拟联接。

4智能变电站继电保护二次回路故障诊断技术

4.1SV/GOOSE连接诊断技术

处理层连接的接收端设备如果在一定时期内没有收到SV/GOSSE信号信息，就会发出警报，以利于故障诊断。例如当继电保护装置的连接出现异常时，继电保护装置就不能有效地获取信息。当无信息时，站控MMS可以对继电保护装置发出会议链路中断警报。这种方法还可用于合并单元SV异常、网分设备链异常和测控设备链异常的故障检测，指出了直采回路与网采SV端口模式存在差异，无法进行链路状态对比，无法判断故障，无法找到故障点，从而能够预先设定故障点，绘制故障点概率曲线。

4.2预警系统故障检测

继电保护二次回路故障诊断系统实时监测系统运行状态，一旦判断系统运行状态异常，则会通过预警系统发出故障预警，为作业人员提供准确、及时的预警信息，便于作业人员及时采取措施排除故障。继电保护二次回路的警报信息主要有采样值、开关量以及运行状态等，其中采样值故障信息整合了链路故障、检修状态、PT/PC断线等问题；运行状态姑臧则包括闭锁、电告警等问题；开关量故障信息包括链路是否通畅、开关量状态以及检修协调性等。当故障诊断系统获取到这些故障信息后，会通过数据信息处理分析判断故障源、故障范围以及故障因素，并通过网络报文装置发出故障预警信息，为检修作业人员制定检修方案提供基础依据。

4.3控制回路故障分析和排查

①控制回路也是继电保护二次回路中的重要组成，其主要是完成控制信息指令的信号发送，在实际的继电保护二次回路工作运行过程中，控制回路的故障主要包括控制回路接线位置故障、控制回路断线故障分析、控制回路的线路错接问题等，严重影响了控制回路的工作运行。所以，在实际的控制回路工作运行过程中，应该注重对其故障进行有效的合理的排查。②对继电保护装置的二次控制回路故障排查过程中，要求完成整体故障排查，确保故障处理更加有效，也能够提升故障排查处理效果。在实际的系统运行过程中，要求完成整体的故障排查运行分析，并且在实际的故障排查中，还要完成故障排查效果处理。可以使用万用表测量接触器的线圈，看是否烧坏，重点测量辅助触点和主触点的动作情况，断电情况下测量常开点和常闭点，手动按下弹簧，看是否常开点闭合，常闭点断开。通过合理的故障排查，确保实际的控制回路故障分析更加有效。

结语

综上所述，智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术能够及时发现二次回路运行故障，提高故障检测的精准度，缩短故障时间，提升智能变电站的安全性。由此可见，在电力行业智能化水平不断提高的背景下，深入研究智能变电站继电保护二次回路在线监测与故障诊断技术具有现实意义。

参考文献

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[3]李晨.继电保护相关二次回路在线状态检测技术的分析[J].通讯世界,2017(09):237.