论文部分内容阅读
摘 要： 继电保护装置是关系到电网安全稳定运行的重要设备，是电力系统不可缺少的重要组成部分。继电保护二次回路的可靠性直接關系着电网运行安全，应用在线检测技术能及时发现二次回路中存在的隐患和问题，保证继电保护装置可靠运行，保障电网的安全和稳定。本文主要针对继电保护二次回路在线状态技术进行研究分析。
关键词： 电网；继电保护；在线检测
1 引言
继电保护装置作为电网安全稳定的第一道防线起着十分重要的作用，继电保护装置存在的缺陷在特定条件下被触发将引起保护误动或拒动，导致非常严重的后果。鉴于继电保护的重要性，决不能只是在出现不正确动作后再去分析和修复，应探索继电保护在线检测技术手段，及时发现二次回路中存在的隐患和问题，确保电网安全稳定运行。
2继电保护二次回路在线检测的必要性
当今时代，二次回路报警功能的作用主要是针对交流回路的短路异常和直流回路的接地异常的情况，从而避免保护系统失效问题发生。但其在使用过程中受现场环境条件的影响，使得二次回路的些许异常和继电保护异常得不到有效的区分。一旦在这种情况下，二次回路产生异常只有是在已经发生严重异常情况的时候才会出警报。在我国，电网已多次发生由于二次回路断线而造成的继电保护设备装置误动故障，最大程度上影响了电网系统建设使用的安全性以及可靠性。在线状态检测技术主要是利用继电保护设备来实施装备稳步运行状态的监测，但是，由于继电保护的二次回路十分繁琐，这就使其作用效果受到了一定的影响，所以，相关技术人员应在熟知当前继电保护相关二次回路在线状态检测技术应用现状的基础上，找出优化并且解决应用的方法，最大程度上增强电网系统运行使用中的安全性以及可靠性。
3 继电保护二次回路在线检测技术
3.1 交流二次回路
交流二次回路异常是导致继保失效的重要因素，因此，做好交流二次回路的在线状态检测是非常重要的。通常情况下，在变电站中，交流二次回路包括了电流电压互感器二次线圈、合并单元、通信接口等，其中任何一个环节出现问题，都可能对设备交流采样结果的准确性造成影响。虽然主流保护装置都具备对交流二次回路的异常告警，但不能甄别异常苗头，由此造成检修工作的被动。
这里对当前两种比较常用的交流二次回路在线状态检测技术进行分析。
①双重化配置保护装置：在我国电网运行的相关规范中规定，220kV 及以上系统的电流电压互感器应该提供两组保护用二次线圈，使得双重化配置保护的交流输入回路能够相互独立。考虑到系统观测的同源性，以继电保护信息系统对双重化配置保护装置中的电压和电流进行采集，结合采集到的数据进行分析，若两套保护装置的相对误差在允许范围内，则其处于正常工作状态；若相对误差超出允许范围，则认为至少有一套保护的交流二次回路出现了异常，需要进行设备的状态检修工作。
②单重化配置保护装置：主保护与后备保护分开配置的单重化配置保护，交流二次回路应该相互独立，分别接入两套不同的保护装置。可以分别对主保护和后备保护进行相应的采样和误差分析，单重化配置保护可以通过对测控设备、保护装置等的交流采样值进行采集，实现误差的分析，从而判断交流二次回路的状态是否正常。
根据相关实践经验，在推行交流二次回路在线检测时需正视以下几个问题：
（1）采样零漂。对继保装置来说，当负荷较小时会存在较大采样零漂，可能影响在线判断准确度。为此，应合理规设检定判据来消除零漂误差。
（2）采样同时性。负荷起伏较大的情形会影响同时性。采取策略：缩短采样时间间隔。
（3）信息系统改造。传统的保护信息系统仅在故障时上传信息，主站不具备自动召唤功能。应对策略：对主站进行改造，增加模拟量定时召唤功能。
3.2 开关量输入二次回路
3.2.1 110kV及以下层面
对于保护单重化配置情形，可借助装置自检功能来实现对部分开关量输入二次回路的状态检测。
①对保护动作型开入量二次回路的监测
为应对复杂故障，有些110kV变电站会在部分保护逻辑中引入失灵保护启动等开入量来增加保护动作可靠性。
图1中，失灵保护启动开入量可取值为“0”和“1”（前者对应正常运行态，后者对应故障态）。基于裕度考量，对于该二次回路的故障诊断可以“10s”为限，即信号“1”持续时间大于10 s，即可确定回路异常。超时逻辑也可用于类似回路的状态判断。
②对一次设备位置开入量二次回路的监测
与一次设备位置对应的辅助接点开入量的输入方式很多为单通道型，该方式可靠性较低。应对策略：将开入量经由双通道方式传至保护装置，并借助“双校验”进行回路检测。图2中，具有相反性的一次开关的合/分位辅助接点电位同时接入保护装置，显然，两路信号始终相反表征两个回路均正常，若出现相同则说明有一个回路有异常。
3.2.2 220kV及以上层面
按照国网公司“六统一”要求，保护双重化配置情况下开入量输入也需双重化。因此，可对同一间隔具有同源性的两路开入量进行采集和比较：若状态一致，则表征回路正常；反之，则说明存在异常。
4 结语
电力系统中，继电保护二次回路的可靠性直接关系着系统的运行安全，需要引起足够的重视。在继电保护相关二次回路中，应用在线状态检测技术，以状态检测取代传统的周期性检测，能够及时发现二次回路中存在的隐患和问题，保证继电保护装置可靠运行，从而保障电网的安全和稳定。
参考文献
[1]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]国家电力调度控制中心.电力系统继电保护规定汇编[M].北京：中国电力出版社，2014.
[3]鲍凯鹏，谢刚文，曾治安等.智能变电站二次回路在线监测研究[J].智能电网，2014，（5）：23-27.
关键词： 电网；继电保护；在线检测
1 引言
继电保护装置作为电网安全稳定的第一道防线起着十分重要的作用，继电保护装置存在的缺陷在特定条件下被触发将引起保护误动或拒动，导致非常严重的后果。鉴于继电保护的重要性，决不能只是在出现不正确动作后再去分析和修复，应探索继电保护在线检测技术手段，及时发现二次回路中存在的隐患和问题，确保电网安全稳定运行。
2继电保护二次回路在线检测的必要性
当今时代，二次回路报警功能的作用主要是针对交流回路的短路异常和直流回路的接地异常的情况，从而避免保护系统失效问题发生。但其在使用过程中受现场环境条件的影响，使得二次回路的些许异常和继电保护异常得不到有效的区分。一旦在这种情况下，二次回路产生异常只有是在已经发生严重异常情况的时候才会出警报。在我国，电网已多次发生由于二次回路断线而造成的继电保护设备装置误动故障，最大程度上影响了电网系统建设使用的安全性以及可靠性。在线状态检测技术主要是利用继电保护设备来实施装备稳步运行状态的监测，但是，由于继电保护的二次回路十分繁琐，这就使其作用效果受到了一定的影响，所以，相关技术人员应在熟知当前继电保护相关二次回路在线状态检测技术应用现状的基础上，找出优化并且解决应用的方法，最大程度上增强电网系统运行使用中的安全性以及可靠性。
3 继电保护二次回路在线检测技术
3.1 交流二次回路
交流二次回路异常是导致继保失效的重要因素，因此，做好交流二次回路的在线状态检测是非常重要的。通常情况下，在变电站中，交流二次回路包括了电流电压互感器二次线圈、合并单元、通信接口等，其中任何一个环节出现问题，都可能对设备交流采样结果的准确性造成影响。虽然主流保护装置都具备对交流二次回路的异常告警，但不能甄别异常苗头，由此造成检修工作的被动。
这里对当前两种比较常用的交流二次回路在线状态检测技术进行分析。
①双重化配置保护装置：在我国电网运行的相关规范中规定，220kV 及以上系统的电流电压互感器应该提供两组保护用二次线圈，使得双重化配置保护的交流输入回路能够相互独立。考虑到系统观测的同源性，以继电保护信息系统对双重化配置保护装置中的电压和电流进行采集，结合采集到的数据进行分析，若两套保护装置的相对误差在允许范围内，则其处于正常工作状态；若相对误差超出允许范围，则认为至少有一套保护的交流二次回路出现了异常，需要进行设备的状态检修工作。
②单重化配置保护装置：主保护与后备保护分开配置的单重化配置保护，交流二次回路应该相互独立，分别接入两套不同的保护装置。可以分别对主保护和后备保护进行相应的采样和误差分析，单重化配置保护可以通过对测控设备、保护装置等的交流采样值进行采集，实现误差的分析，从而判断交流二次回路的状态是否正常。
根据相关实践经验，在推行交流二次回路在线检测时需正视以下几个问题：
（1）采样零漂。对继保装置来说，当负荷较小时会存在较大采样零漂，可能影响在线判断准确度。为此，应合理规设检定判据来消除零漂误差。
（2）采样同时性。负荷起伏较大的情形会影响同时性。采取策略：缩短采样时间间隔。
（3）信息系统改造。传统的保护信息系统仅在故障时上传信息，主站不具备自动召唤功能。应对策略：对主站进行改造，增加模拟量定时召唤功能。
3.2 开关量输入二次回路
3.2.1 110kV及以下层面
对于保护单重化配置情形，可借助装置自检功能来实现对部分开关量输入二次回路的状态检测。
①对保护动作型开入量二次回路的监测
为应对复杂故障，有些110kV变电站会在部分保护逻辑中引入失灵保护启动等开入量来增加保护动作可靠性。
图1中，失灵保护启动开入量可取值为“0”和“1”（前者对应正常运行态，后者对应故障态）。基于裕度考量，对于该二次回路的故障诊断可以“10s”为限，即信号“1”持续时间大于10 s，即可确定回路异常。超时逻辑也可用于类似回路的状态判断。
②对一次设备位置开入量二次回路的监测
与一次设备位置对应的辅助接点开入量的输入方式很多为单通道型，该方式可靠性较低。应对策略：将开入量经由双通道方式传至保护装置，并借助“双校验”进行回路检测。图2中，具有相反性的一次开关的合/分位辅助接点电位同时接入保护装置，显然，两路信号始终相反表征两个回路均正常，若出现相同则说明有一个回路有异常。
3.2.2 220kV及以上层面
按照国网公司“六统一”要求，保护双重化配置情况下开入量输入也需双重化。因此，可对同一间隔具有同源性的两路开入量进行采集和比较：若状态一致，则表征回路正常；反之，则说明存在异常。
4 结语
电力系统中，继电保护二次回路的可靠性直接关系着系统的运行安全，需要引起足够的重视。在继电保护相关二次回路中，应用在线状态检测技术，以状态检测取代传统的周期性检测，能够及时发现二次回路中存在的隐患和问题，保证继电保护装置可靠运行，从而保障电网的安全和稳定。
参考文献
[1]张保会，尹项根.电力系统继电保护[M].北京：中国电力出版社，2010.
[2]国家电力调度控制中心.电力系统继电保护规定汇编[M].北京：中国电力出版社，2014.
[3]鲍凯鹏，谢刚文，曾治安等.智能变电站二次回路在线监测研究[J].智能电网，2014，（5）：23-27.