保护运行电路的在线监测分析

保护运行电路的在线监测分析

邱厚铭秦成伟霍家鹏

山东泰开真空开关有限公司 271000 山东泰安

摘要：当前，继电保护辅助设备在提升继电保护装置运行效率方面起到了积极作用，而针对继电保护辅助设备进行智能监测系统的设计与分析，有利于降低电网运行过程中出现安全隐患的概率。针对当前变电站继电器人工定期检测存在效率过低、检测不到位、工人劳动强度大以及无法实现可视化等问题，本文提出了变电站智能继电保护及相关设备的在线监测系统方案，研究了变电站智能继电保护在线监测系统的组成，介绍了保护设备状态监测信息的传输方式。

关键词：继电保护；电路；在线监测

引言

继电保护动作正确、快速、可靠,可避免发生故障时电力系统恶化,从而有效地提高电力系统的稳定性,减少经济损失。继电保护装置为电力系统的运行提供了有效的安全保障。在实际监测过程中，需要观察继电器的运行状况，记录继电器的显示参数并在报表中录入。传统的人工监测无法做到对数据的连续监测、对关键信息的识别、对设备运行故障的提前预警。随着时代的发展，在线监测变电站继电器保护装置是智能变电站未来的发展趋势。

1智能变电站继电保护措施

为了保障智能变电站的稳定运行，技术人员会结合智能变电站的实际情况构建相应的继电保护系统。继电保护系统的架构可分为间隔层及站控层，这种架构可明显改善继电保护效果，在保留原有的保护系统功能的同时，融合了过程控制功能，从而强化了过程层和间隔层的整体功能，进一步提高保护性能，大幅提升使继电保护系统的整体工作效率。目前，智能变电站继电保护系统中，电子互感器发挥着极大的作用，它可以大大减少继电保护系统对绝缘易燃材料的使用量，从而在极大程度上降低了火灾、爆炸等危险事故的发生概率，使继电保护系统更好地保障智能变电站运行。

2继电保护辅助设备智能监测系统的优势

继电保护辅助设备主要包括压板、转换开关位置以及户外箱柜内环境等，建立完善的继电保护辅助设备智能监测系统，不仅能够有效提升电网的运行效率，而且能够降低工作人员的工作压力。在实现自动化填写试验报告单的基础上，以网络环境为依托，实现线上数据收集和整理。以最快的速度实现数据的传输，保证数据的有效性，为后续的查询提供保障。智能监测系统的应用，能够对回路问题进行优化和升级，防止电线回路的复杂化，实现电力系统的监测与保护，进一步提升设备监测的有效性和安全性。利用光电技术可实现设备的智能化管理，而光纤通信技术的应用则能对设备进行自动化控制，满足实际工作需求，在降低电缆使用量的同时显著提升设备的安全性。智能监测系统以大数据信息平台为基础，对收集的信息数据进行详细分析和整理，达到数据资源共享化、信息数字化的目的，将多种功能相结合，保证电力系统的维修效果。在实际的监测过程中能够实现监测数值与保护装置的对比，避免人工监测中出现误差，对监测进行科学化控制，确保继电保护辅助设备监测结果的有效性。通过运用继电保护辅助监测系统，在提升企业管理效率等方面具有积极的意义。在实际的工作中，继电保护辅助设备的运行和维护主要依靠人工，而设备运行效率则受到人员专业能力、技术水平等因素的影响，容易出现设备故障问题。加之辅助设备的规模较大，为巡视工作带来一定的难度。通过建设继电保护辅助设备智能监测系统，能够有效降低巡视的工作负荷，提高电网的运行效率。

3继电保护运行电路的在线监测分析

3.1变电站智能继电保护在线监测的功能要求

变电站的智能继电保护主要是检测电力系统中时常发生的异常情况，对异常监测后发出对应的报警信号，并通过远程的方式进行智能监控。为此，变电站智能继电保护在线监测系统需满足对应的智能化、远程化要求，具体要求包括以下4点。（1）传统继电保护监测精度不高，智能继电保护需满足高精度的要求。（2）连续实时监测数据，甄别关键信息，连续接收和发送数据。（3）结合智能化技术，建设智能化变电站，构建继电保护在线监测系统，实现对电力系统故障的实时监测、报警和维护，保证电网系统的稳定高效运行。（4）智能变电站在线监测系统需要满足对应变电站的环境要求，实时在线监测并将监测到的情况上传到上位机，实现远程监控。

3.2变电站智能继电保护在线监测的系统设计

变电站智能继电保护在线监测系统采用分层布置架构，总系统定义为三层两网，搭建服务网络，实现同层之间的设备互通，在层与层之间建立信息共享和互操作。智能变电站继电保护系统整体上被分为站控层设备、间隔层设备、过程层设备，并建立了站控层网络、过程层网络两大系统网络。站控层设备主要以监控系统、通信系统和对时系统为基础，主要设备包括监控系统主机、一体化信息平台技术、继电保护故障信息系统站等，最终形成了全站监控和管理核心，实现对下层设备的集中监控和调度。间隔层设备是由各种继电保护装置、自动化控制装置、系统测控装置以及采集装置等组成，主要作用是汇总整个间隔过程并实现实时数据信息共享，执行一次设备的保护控制，逻辑控制，操作闭锁等功能。中间层可与上下层设备共享数据。过程层设备是当站控层和网络失效时，其能实现对一次设备的保护。过程层设备主要包括合并单元、智能操作箱，并且能和一次设备之间进行通信，建立一次设备和二次设备之间的联系。连接站控层和间隔层的设备用于传输监控网络的数据。过程层由采样值数字化传输信息网和GOOSE网组成。网络分析仪是建立在站控层网络和过程层网络之间的。其中，过程层网络的作用是联系过程层和间隔层设备并传递电流和电压信息，实现更加可靠的信息交换和传输。变电站的智能继电保护系统是通过数字信号采集、处理和控制3种方式，并通过数字的方式实现继电保护功能，但目前的数字信号存在一定不足，容易受到外界的干扰引起误操作。因此，在实际设计在线监测系统时，需充分考虑外部的干扰因素。利用站控层网络采集二次回路的设备状态数据，并将数据传输到远程控制中心，各监测模块都是一个单元，在线监测后台系统可以及时获取断路器监测单元接收的信号，将信号传输到后台监控端，获得站点内部的所有过程网络信息，将所有的站点的数据传输到运维主基站。报告收集到的设备运行状态可以实时记录过程层的网络信息，并在智能终端和保护设备间进行互传，实现对继电保护装置和避雷器等单元的智能监控。

3.3基于SCD可视化的在线监测关键技术的架构

变电站智能继电保护在线监测系统是保护变电站全站的物理系统，实现对保护设备运行状态的可视化监控、配置描述文件（SCD）在线管控、变电站分级保护动作，且能智能预警和逻辑处理，实现可视化和层次化的运行模式。基于IEC61850规约模型，通过GOOSE、SV网络信息流在设备间互联通信，实现了信息共享，建立了智能变电站二次设备的信息采集、分析和处理记录，并使用SCD可视化方式将变电站的二次系统运行状况反映给变电站运维中心。视化在线监测系统由功能模块和功能映射模块组成，并建立了完整的SCD系统架构，利用功能拓扑网络建立了设备间的无线通信，其中的功能分配实现的是遥测、遥信、遥控和遥调和设备间的对应，建立点对点的精确系统，实际通信系统和端子之间通过核心保护网保护数据。利用SCD可视化方式将变电站设备运行参数及时反馈给设备的运维人员，实现了继电保护二次回路的可视化展示，在线监视设备的运行状态。

结束语

进行继电保护辅助设备智能监测系统的设计尤为重要，在设计监控系统的过程中，一方面需要保证设计的科学性，另一方面应做好智能监测系统的测试与完善工作。确保辅助设备的智能监测系统具有异常告警、数据分享以及动态实时感知等功能。为避免监测系统发生安全隐患问题，需要加强日常的维护和管理，重视日常的巡视、查询工作，提升电网运行的安全性。

参考文献

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