Ｉ皇 三堡里宴垫 Ｄｉａｎｑｉ Ｇ。ｎｇｃｈｅｎｇ ｙｕ ｚｊｄｏｎｇｈｕａ 继电保护二次回路状态在线监测技术研究 于彬 （深圳市国电南思系统控制有限公司，广东深圳５１８０５７） 摘要：继保二次回路异常是导致继保失效的主因。根据二次回路类型差异，结合变电站电压等级区划，分别就交流二次、开关量输 入二次、断路器操作二次等回路的状态在线监测进行方案设计，以期为提升继电保护设备工作稳定性、可靠性添砖加瓦。 关键词：继电保护；二次回路；状态检修 Ｏ引言 当前，继电保护状态监测是继保“状态检修”的技术支撑 之一＿】］。由于二次回路的复杂性，关于该层面的状态监测的研 究较少呈现，本文将依托网省公司的科研成果，对继电保护三 类二次回路的状态监测进行阐述。 １ 关于交流二次回路状态的在线监测 文献［２］指出，交流二次回路异常是导致继保失效的重要 因素。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。下面以现有 变电站形式（常规／智能）为对象，提出两种情形下的交流二次 状态监测方法。 １．１ ２２０ ｋＶ及以上层面 该层面的保护配置为双重化，与之配套的是相关ＣＴ、ＰＴ 提供用于保护的二次线圈为两组，这为状态在线监测奠定了 基础。 图１导读：（１）因两套装置同源，可对两套装置的交流电气 量作同时采集并进行比较分析。（２）若二者误差在阂值范围， 则认为它们均正常，可暂缓检修安排；反之则认为至少有一套 存在异常苗头，应择时安排检修。 交流二次 回路状态 图１对于保护双重化配置的交流二次回路在线监测 １．２ １１０ ｋＶ及以下层面 虽然这个层面的保护单重化配置，但对于交流二次回路 的状态监测仍可依循１．１的方法。 （１）主保护、后备保护分开配置情形：由于主保护、后备保 护的交流二次回路相互独立，可以对这两个回路作同时交流 采样并进行误差判断。 （２）主保护、后备保护一体配置情形：除了本保护装置这 一路交流值外，可采集同间隔其他设备交流采样值加以比对。 １．３ 注意问题 根据状态监测的相关实践，在推行交流二次回路状态监 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。 ２ 关于开关量输入二次回路状态的在线监测 继电保护装置的逻辑计算基于各类开关量输入，故对开 关量输入二次回路作状态在线监测很重要。 ２．１ １１０ ｋＶ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。 ２．１．１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ｌ１０ ｋＶ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。下面以 图２为例进行说明。 失灵功能软压板＝１ 失灵保护启动开入＝ｌ 图２断路器失灵开入量二次回路的状态监测示意图 图２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“１０ ｓ”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。 ２．１．２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３ 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。 ２．２ ２２０ ｋＶ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０］。因此，可借鉴１．１做法，对同一间隔具 Ｄｉａｎｑ ｉＧｏｎｇｃｈｅｎｇ ｙｕ ｚｉｄｏｎｇｈｕａ 皇 三堡 宴垫坐Ｉｌ＿ 断路器辅助 位置合位接点＝１ 接点状态正常 ＨＷＪ动作 位置分位接点＝１ 断路器处于合位 图３基于双校验的位置开入量二次回路状态监测 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 ＴｗＪ动作 回路正常；反之，则说明存在异常。 断路器处于分位 ３－关于断路器二次操作回路状态的在线监测 当前，不管是常规站还是智能站，均无法实现对断路器二 次操作回路的在线监测（智能站所拥有的是对智能装置间二 图５断路器二次操作回路状态监测的逻辑设置 次回路的在线监测能力），需要加以完善。 有些做法是对主流操作箱进行“微调”：（１）通过ＴｗＪ和 ４结语 ＨＷＪ对断路器二次操作回路作运行监视；（２）将ＴＷＪ和ＨＷＪ的 继电保护二次回路隐蔽性强，在线掌控其状态对于提升 常闭接点串联，以便及时察觉控制回路断线。 继保设备的运行正常率具有重大意义。本文通过设定新方案、 显然，以上做法无法对二次回路的所有异常进行精准测 改造操作箱等方式实现了对三类二次回路的在线监测，可在 定，但可在现有操作箱基础上进行适应性改进（添加断路器位 实践中推广应用。 置辅助接点状态的辅助判据）。下面以图４、图５为例进行说明。 ＣＰＩ ［参考文献］ ［１］叶远波，孙月琴，黄太贵．继电保护状态检修在现代电网中的 应用研究［Ｊ］．华东电力，２０１１，３９（８）：１２７５—１２７８． 操 ［２］王睿琛，薛安成，毕天姝，等．继电保护装置时变失效率估算 及其区域性差异分析［Ｊ］．电力系统自动化，２０１２，３６（５）： （ａ）合闸二次回路状态检测原理 １１—１５． ｃＰＵ ［３］韩平，赵勇，李晓朋，等．继电保护状态检修的实用化尝试 ［Ｊ］．电力系统保护与控制，２０１０，３８（１９）：９２—９５． 操 源 （ｂ）跳『嗣二次回路状态检测原理 图４跳／合闸二次回路状态监测示意图 图４中，ＨＱ、ＴＱ分别为合闸线圈及跳闸线圈。图５中，二次 操作回路正常与否的判定主要采集了断路器跳／合闸位置和 断路器辅助接点开入量状态。示例：若断路器辅助接点无异 收稿日期：２０１７—０５—２５ 常、且断路器在分位，这时如ＴｗＪ动作，则认为合闸二次回路 作者简介：于彬（１９７６一），女，广东深圳人，助理工程师，主要 是正常的；反之，则认为存在断线情况。 从事继电保护二次设备通讯监视技术的研究工作。 （上接第３７页） ２０ｌ５，３３（４）：１８９一ｌ９２． ［９］曹德宁．电能质量监测与分析系统的研制［Ｄ］．大连：大连理 ［３］王若醒，贺要锋，唐云龙，等．数字化变电站智能测控设备的 工大学，２００３． 一种测量方案研究［Ｊ］．电力系统保护与控制，２００９，３７（１Ｏ）： ［１０］李慧．配电网新型静止无功补偿装置及其控制技术研究 ６６—６９． ［Ｄ］．长沙：湖南大学，２０１０． ［４］胡广书．数字信号处理：理论、算法与实现［Ｍ］．３版．北京：清 华大学出版社，２０１２． ［５］刘建刚，孙同景．基于ＦＦＴ的傅里叶算法在微机继电保护中的 应用［Ｊ］．继电器，２００４，３２（１Ｏ）：２４—２６． ［６］江亚群．电能质量参数检测算法的研究［Ｄ］．长沙：湖南大学， ２００９． ［７］周文晖，李青．采用小波变换的电能质量暂态干扰检测［Ｊ］． 科技通报，２００２，１８（３）：２０８—２１２． 收稿日期：２０１７—０５－２２ ［８］李天云，程思勇，杨梅．基于希尔伯特一黄变换的电力系统谐 作者简介：朱宏刚（１９９７一），男，江苏盐城人，研究方向：电气 波分析［Ｉ丁］．中国电机工程学报，２００８，２８（４）：１０９一ｎ３． 工程及其自动化。 机电信息２０１７年第１８期总第５１６期３９
