新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案

李金生

摘 要：在科學(xué)技術(shù)的推動下，構(gòu)建智能電網(wǎng)成為我國電力行業(yè)的重要發(fā)展目標(biāo)，變電站是電網(wǎng)的重要組成部分，加強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)的研究，有利于提升電網(wǎng)輸配電質(zhì)量，為廣大電力用戶提供安全、高效的電力服務(wù)。通過不斷的技術(shù)改進(jìn)，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了故障可視化，有效改善了電力設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文簡單分析了智能變電站繼電保護(hù)現(xiàn)狀及常見故障，并探討了新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化的系統(tǒng)功能及分析方案。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)；智能變電站；繼電保護(hù)；故障；可視化

中圖分類號： TM6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-168-2

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國各行各業(yè)用電需求量不斷增加，對于電力系統(tǒng)的可靠運(yùn)行提出了更高的要求。在這種情況下，我國電力改革不斷深入和發(fā)展，綜合利用現(xiàn)代信息技術(shù)、通信技術(shù)、控制技術(shù)等積極構(gòu)建智能電網(wǎng)，其中，新一代智能變電站繼電保護(hù)方面的研究對于保障變電設(shè)備的安全運(yùn)行意義重大，符合電力事業(yè)的發(fā)展需求。新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化是科技進(jìn)步的體現(xiàn)，通過故障可視化分析方案，繼電裝置能夠快速、準(zhǔn)確的判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并將故障信息及時(shí)傳遞給運(yùn)行維護(hù)人員，使得故障能夠得到有效的檢修和解除，提高變電站的繼電保護(hù)效果[1]。

1 智能變電站繼電保護(hù)現(xiàn)狀及常見故障

1.1 智能變電站繼電保護(hù)現(xiàn)狀

按照智能變電站各層功能的不同，大致可將智能變電站分為過程層、站控層以及間隔層。在智能變電站結(jié)構(gòu)中，過程層由智能組件和一次設(shè)備構(gòu)成，主要完成電力的輸送以及分配，也能夠保護(hù)變電站的安全以及對變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；間隔層一般由測控設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備及故障錄波設(shè)備三部分構(gòu)成，維護(hù)通信、輸入和輸出以及進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；站控層由通信設(shè)備、控制系統(tǒng)、對時(shí)系統(tǒng)等一系列組件構(gòu)成，承擔(dān)著對整個(gè)變電站進(jìn)行測量和監(jiān)控的任務(wù)。智能變電站繼電保護(hù)裝置的基本特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)智能控制，能夠?qū)斉潆娋€路中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行自動識別和安全預(yù)警。繼電保護(hù)裝置能夠在變電站正常運(yùn)行的情況下，進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行信息的采集，準(zhǔn)確判斷故障位置并進(jìn)行及時(shí)處理，從而保障了電力轉(zhuǎn)變工作效率。

1.2 繼電保護(hù)常見故障

變電站運(yùn)行的過程中，靜電問題時(shí)常發(fā)生，容易造成繼電保護(hù)裝置的絕緣產(chǎn)生故障，同時(shí)，受到周圍通訊設(shè)備的影響，繼電保護(hù)的正常工作也容易發(fā)生干擾故障，使得繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動作等問題。由于設(shè)備自身的缺陷，繼電保護(hù)同樣會產(chǎn)生故障問題，常見故障類型包括以下幾點(diǎn)：第一，在變電站運(yùn)行過程中直流電源突然消失、裝置運(yùn)行不正常、定期通道試驗(yàn)參數(shù)不準(zhǔn)確等，這些問題容易造成高頻保護(hù)現(xiàn)象；第二，當(dāng)電壓互感器退出運(yùn)行或勵磁電流出現(xiàn)不穩(wěn)定情況時(shí)，變電站運(yùn)行系統(tǒng)會出現(xiàn)距離保護(hù)；第三，如果母差直流電壓消失或者電流不為零，就會造成母差保護(hù)的不正常動作。

2 新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化系統(tǒng)功能

2.1 智能化報(bào)警

新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化系統(tǒng)具有智能化報(bào)警的功能，通過對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)等信息進(jìn)行收集、整理，并通過全面的分析，對信息進(jìn)行分類處理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行異常情況，并明確指定設(shè)備異常部位，發(fā)出智能報(bào)警信號，以便于運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行及時(shí)的修理，降低故障損害[2]。

2.2 科學(xué)控制負(fù)荷

在智能變電站實(shí)際的運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)裝置存在一定的負(fù)荷問題，繼電保護(hù)系統(tǒng)對設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測時(shí)，能夠?qū)ο鄳?yīng)的負(fù)荷進(jìn)行智能化、科學(xué)化的控制。當(dāng)產(chǎn)生負(fù)荷后，故障可視化系統(tǒng)能夠根據(jù)相關(guān)信息快速、準(zhǔn)確的進(jìn)行動作，便于管理維護(hù)人員及時(shí)調(diào)整體統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，保證變電站的穩(wěn)定運(yùn)行，減少設(shè)備故障問題，并為后期的系統(tǒng)維護(hù)工作提供數(shù)據(jù)參考。

2.3 實(shí)現(xiàn)集中控制

智能變電站具有自動化控制功能，能夠?qū)ψ冸娬緝?nèi)部的所有設(shè)備進(jìn)行集中控制。在新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析中，能夠根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行順序、工作原理、工作流程等信息，對設(shè)備的工作步驟進(jìn)行核對，并在出現(xiàn)問題時(shí)做出反饋，避免對相關(guān)工作流程的影響[3]。此外，還可以建立一鍵控制的操作模式，降低工作強(qiáng)度，提高管理效率。

2.4 維護(hù)信息源

新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)信息的一體化管理，從而更好的維護(hù)信息源。運(yùn)行維護(hù)人員通過故障可視化系統(tǒng)收集到的數(shù)據(jù)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，并自動生成各種圖表和模型，從而進(jìn)行更加系統(tǒng)、全面的研究，充分掌控變電站的整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)行情況。

3 新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案

3.1 建立信息保護(hù)系統(tǒng)

在智能變電站運(yùn)行的過程中，當(dāng)繼電保護(hù)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)故障后，就會對故障進(jìn)行全面的分析，并對其損害進(jìn)行一定的評估，為制定解決對策提供參考，并將故障的相關(guān)信息進(jìn)行記錄存檔，例如故障波動情況、持續(xù)時(shí)間、處理措施等，根據(jù)這些信息數(shù)據(jù)就可以建立信息保護(hù)系統(tǒng)，編制不同的文件格式，形成系統(tǒng)的、關(guān)聯(lián)性的故障可視化分析體系，由終端服務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行整理，制成可視化的圖表，供相關(guān)工作人員進(jìn)行研究和參考[4]。

3.2 分析事故運(yùn)行情況

當(dāng)智能變電站繼電保護(hù)裝置發(fā)生事故后，需要對事故運(yùn)行情況進(jìn)行全方位的分析。明確事故的邏輯關(guān)系是智能變電站分析故障保護(hù)的重要依據(jù)，因此，對故障信息進(jìn)行全面的采集、存儲和分析，能夠提升故障維護(hù)的可視化水平。目前，我國很多智能變電站的裝置有效結(jié)合事故發(fā)生情況記錄和邏輯分析環(huán)節(jié)，通過事故記錄的指導(dǎo)，確定繼電保護(hù)組間的實(shí)際操作順序，借助邏輯分析，對故障可視化圖形進(jìn)行標(biāo)記，并進(jìn)行分類處理，對標(biāo)記予以特定的含義。

3.3 建立邏輯圖紙

新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析的關(guān)鍵就是建立邏輯圖形，從而構(gòu)建保護(hù)體系。智能變電站配置的運(yùn)作原理，是利用部分裝置在電路不按揭的有效控制開關(guān)來運(yùn)作，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，需要依據(jù)變電裝置整體的邏輯思維建立圖紙。建立完善的邏輯圖紙，能夠?qū)ψ冸娧b置運(yùn)作活動進(jìn)行良好的監(jiān)督，對于運(yùn)作具有漏洞的環(huán)節(jié)進(jìn)行及時(shí)的修復(fù)和更正[5]；還可以作為電子信息收集的文件，利于在多媒體上，進(jìn)行可視圖的全方位展示，易于變電裝置運(yùn)作人員對計(jì)劃環(huán)節(jié)的深層次理解。

3.4 故障信息判斷

智能變電站繼電保護(hù)裝置的有效動作需要以準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)為依據(jù)，但是電力系統(tǒng)的構(gòu)架十分復(fù)雜，變電站的運(yùn)行信息也十分多變，因此在變電站運(yùn)行中發(fā)生故障情況時(shí)，由于無法準(zhǔn)確掌握相關(guān)信息從而不能及時(shí)有效的處理故障問題，影響故障可視化分析。面對這種問題，就需要相關(guān)電力企業(yè)加強(qiáng)對變電站繼電保護(hù)裝置的信息采集技術(shù)的研究，通過各種先進(jìn)技術(shù)的引用和配套在設(shè)備的裝置，提高信息采集的準(zhǔn)確性，并通過運(yùn)行狀態(tài)和設(shè)備情況的信息記錄的錄播和分析，保障運(yùn)作活動的可靠性。

3.5 加強(qiáng)安全措施

在系統(tǒng)技術(shù)的作用下，工作人員可監(jiān)控及管理檢修系統(tǒng)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)、處理系統(tǒng)中存有的問題，以為系統(tǒng)內(nèi)部接受裝置處于正常運(yùn)行狀態(tài)提供有力保障，并加強(qiáng)信息接收的實(shí)效性。變電站的位置大都環(huán)境惡劣，外部因素會對其造成十分嚴(yán)重的影響，容易導(dǎo)致繼電裝置發(fā)生故障現(xiàn)象[6]。可視化繼電保護(hù)故障的存在，對保證裝置安全、正常運(yùn)行具有重要作用，工作人員要提高安全管理意識，加大對維修壓板、傳送及接收信息、預(yù)防及控制設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)的重視力度，為變電站安全、正常運(yùn)行提供有力保障。

4 結(jié)束語

總而言之，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，智能化電網(wǎng)的建設(shè)也得到了有效的技術(shù)支持，新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析是加強(qiáng)電網(wǎng)供電質(zhì)量的重要舉措，相關(guān)電力企業(yè)要從多個(gè)方面加強(qiáng)故障可視化分析中信息的采集和分析，并制定有效方案，提高繼電保護(hù)裝置的性能，確保變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 劉武.新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化方案[J].廣東科技，2014，20：88-89.

[2] 李志韡.探究新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化[J].科技展望，2014，21：152.

[3] 蔡玉龍.對新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化研究[J].今日科苑，2015，04：54-55+58.

[4] 王明偉，田莉莉，張鋒.智能變電站繼電保護(hù)故障可視化技術(shù)方案研究[J].電子測試，2016，01：111+100.

[5] 張亞楠.智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析的應(yīng)用方式研究[J].電子技術(shù)與軟件工程，2015，24：125.

[6] 呂金山.新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化方案研究[J].電子測試，2016，07：132+97.