变电站继电保护二次回路的在线监测及故障分析

王一淳

摘 要：随着智能变电站逐步转入运维，在运维检修中存在二次回路及运维信息展示不直观，这在一定程度上增加了继电保护中排查二次回路隐患的工作难度，继电保护效果难以得到有效发挥，需要采取积极的方法减少隐患、故障的产生，将保护装置作用全面发挥出来，在此基础上结合当前智能电站二次设备的功能特征，优化现有系统的网分装置功能。对现有二次回路监测及诊断系统升级改造。

关键词：变电站;继电保护;二次回路;在线监测;故障分析

引言

二次回路监测装置的引入有助于及时有效的检测保护装置和二次回路运行过程中发生的故障。现有的诊断系统在使用过程中，由于受到现场环境的影响及本身系统的局限性，不能及时有效识别二次回路故障和继电保护异常，出现严重异常情况的时候系统才会发出警报，可能导致继电保护设备装置故障时拒动，甚至引起电厂内工作人员伤亡，对变电站运行的安全性及可靠性有严重影响。

1二次设备业务回路高可视化状态在线监测系统

状态在线监测系统利用广泛分布的采集单元捕捉过程层间隔的海量数据，利用海量实时数据处理技术为评价设备的状态提供重要依据并且为建立设备的历史运行情况积累资料和数据。根据离线数据库所储存的相关设备测试数据，利用分布式程序失效模型可以得到业务回路预计失效到达时间。当设备处于异常状态是能够及时发出告警信号。同时，不可否认的是智能变电站的二次设备的自检功能不能完全监测所有类型的故障，因此针对一些特有的设备故障类型布置相应的状态监测点也是十分必要的。

2智能变电站二次系统状态在线监测方式

联接采集单元及分析处理单元的交换机使用百兆光口汇集输入量，即收集监测到的各设备的机械状态信息。例如：数字电流电压互感器、断路器操纵机构、刀闸辅助接点、带电监视模块、合并单元、智能终端、继电保护装置及安全稳定自动化装置等。这些信息经由网络交换机配置的千兆镜像光口与分析处理单元相连。在存在报文大量交换行为的过程层网络间部署有一定数量的采集单元，负责捕获过程层网络的有效信息资源。基于所捕获到的SCD配置文件的类型、格式及收发对象，通过对报文进行实时分析，并根据配置信息解读出二次设备间物理与逻辑的连接关系。这种连结关系最终被传输至客户端显示出来。即利用先进的海量实时数据处理及高可视化技术，及对智能站相关的业务回路的准确还原、构建，将报文分析结果和智能站业务有机的结合起来，完成智能站业务回路状态监测功能，实现对变电站控制、保护事故的快速分析。

3二次回路故障

3.1二次回路断线

发生二次断线的情况后，继电保护系统将无法接受正常的数据信息，进而无法触发保护机制，达不到工作目的。

3.2二次回路多点接地

电路系统中有一部分叫做中性线，当二次回路多点接地时，这条线上的电压会发生一定程度的偏移，进而造成相电压的变化，通常情况下，这种变化是比较隐蔽的，因此在判断时要参考系统的具体故障情况。

4二次回路存在的隐患

4.1计算误差

电力系统中线路结构极其复杂，施工难度大，因此其数量和长度往往会与理论数据之间存在一定误差，而设备中写入的数据信息是理论值，这就会导致计算上出现误差，进而影响正常工作和判断。

4.2部件老化、缺损

部件老化是电力系统中最为常见的问题，由于系统中部件数目过多，其检修和排查是一项非常繁琐的工作，常常得不到及时有效的处理，进而为继电保护二次回路埋下隐患。

4.3接线安装错误

二次接线操作难度较大，需要接线操作人员具有专业的水平，进行规范操作。一处疏忽或是敷衍，就可能引发较大的故障。此外，随着时间推移，按钮、指示灯、表计、压板等元器件的接线桩头、端子排等线缆连接处还常常出现因线头线叉压接松动、多根粗细不同的线芯接入同一个端子排端口内等原因造成接触不良的问题，也会妨碍二次回路的工作机制。因此，操作人员在接线时一定要严谨认真，还要派工作人员定期检查各端口的接线情况，一旦发现接触不良或端口损坏，应及时修理更换。

4.4电力系统检修不当造成的二次回路故障

例如，在对电流互感二次回路接线端检查的过程中，由于相关防护工作没有做到位或者用力过猛，就容易造成接线端子破损断裂现象的发生。很多人们对故障排出的过程中，往往只是将表面故障进行了排除，设备深层次的故障没有得到有效的排除。二、在技改和基建项目中遗留下来的故障和隐患。如果对二次接线设计没有按照相关规范来进行，就有可能会造成故障的发生，和操作人员的水平有着直接的关系。

5二次回路隐患的排查方法

5.1加强隐患排查防护认知

基于变电站继电保护二次回路表现出来的常见隐患。首先，明确重点排查对象，在线路定期的隐患排查中应明确排查的对象。将线路中易造成磨损故障的电器元件作为主要排查对象，在隐患排查过程中应关注周边的环境状况，外在环境也是造成继电保护二次回路隐患的主要因素，应针对其中一些不良因素制定合适的防护方案，为二次回路营造良好的运行环境。例如：在隐患排查的过程中，发现继电保护系统周边存在较强的振动，应针对线路做好防振处理，发现保护屏柜周边湿度较大，应做好湿度监控和通风处理，从而降低出现隐患的概率。

5.2应用容错技术

容错技术是应用较为广泛、效果较为突出的一种技术，其在降低二次回路隐患中主要表现出2个方面的優势。一是可有效提升继电保护系统运行的准确性，降低运行判断错误的出现率，如在针对相电压升高或者相电压降低引起的动作误判上有着较好的效果，从而让电力系统运行更加安全可靠。二是由于在系统中存在多个CPU同时运行工作，即使其中某个CPU出现故障，其他CPU仍旧能够正常运行，保证继电保护装置能够充分发挥保护功能，准确判断故障信息并对其做出保护反应。

结语：

而当这些状态出现后，如果未得到及时有效的保护，将可能导致重要设备损坏、输供电线路受损等。因此在日常的检修维护工作中，应对继电保护系统中的二次回路隐患展开重点排查，应用更加先进的二次回路保护技术，形成对继电保护二次回路的更好保护，使其能够在面对故障状态时做出准确的保护动作，

参考文献：

[1]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。

[2]徐功平，夏秀珍，安英瑞，等。基于智能变电站的继电保护二次回路故障诊断研究[J]。电工技术，2019（4）：41-42。