新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案研究

包敬青

摘要：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)內(nèi)各行各業(yè)和人民生活對(duì)電力的需求日益增多，為保障電力的正常供應(yīng)，需要加快對(duì)智能電網(wǎng)的建設(shè)，并大力發(fā)展智能變電站繼電保護(hù)故障可視化技術(shù)。變電站是電網(wǎng)的核心組件，確保其安全運(yùn)行有利于提升電網(wǎng)輸配電質(zhì)量，反之，若電網(wǎng)配電質(zhì)量不高則可能會(huì)使電力設(shè)備出現(xiàn)故障，影響電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，甚至出現(xiàn)事故，給人們的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失。對(duì)智能電網(wǎng)的深入研究目的是使智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)故障可視化，從而通過對(duì)電網(wǎng)中連接的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)的故障監(jiān)控可以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文就智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)的現(xiàn)狀進(jìn)行闡述，并探討了一些解決方案。

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

隨著人民生活水平的不斷提高，日常用電和工業(yè)用電不斷增加，這使得電力系統(tǒng)規(guī)模越來越大，相關(guān)電力設(shè)備也就增多。智能變電站因?yàn)槠鋵?duì)電網(wǎng)安全運(yùn)行的重要影響性，使其在整個(gè)電力系統(tǒng)當(dāng)中都占據(jù)著很重要的地位。在智能變電站的長(zhǎng)期運(yùn)行過程中，由于各因素影響，難免會(huì)出現(xiàn)一些故障與問題，為確保供電系統(tǒng)安全與穩(wěn)定，加強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)故障可視化系統(tǒng)的研究是十分迫切的。這種技術(shù)可以對(duì)故障可視化分析，使得繼電裝置和其他設(shè)備能夠快速、準(zhǔn)確的判斷設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)地向運(yùn)行維護(hù)人員反饋?zhàn)冸娬镜膶?shí)時(shí)信息，從而可以快速排除電路故障，減少人工檢修的成本，提高電路維護(hù)的效率。

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

智能變電站具有多層結(jié)構(gòu)，根據(jù)不同功能效果可分為過程層、站控層以及間隔層。其中過程層主要完成電力的輸送和分配工作，負(fù)責(zé)局部電網(wǎng)的電力調(diào)度，它也能夠保護(hù)變電站的安全，以及可以監(jiān)控變電站的故障發(fā)生;間隔層一般由測(cè)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，這三部分裝置相互協(xié)作，各自負(fù)責(zé)某一功能實(shí)現(xiàn)，從而使得間隔層實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站的遠(yuǎn)程控制;站控層由通信設(shè)備、控制系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)等一系列組件構(gòu)成，負(fù)責(zé)變電站的測(cè)量和監(jiān)控。智能變電站繼電保護(hù)裝置的作用是智能控制電路線的運(yùn)行狀態(tài)，無需靠近便可知道電網(wǎng)中可能的安全故障，然后進(jìn)行遠(yuǎn)程控制和調(diào)節(jié)。如此即可通過繼電保護(hù)裝置實(shí)現(xiàn)故障可視化，從而統(tǒng)一進(jìn)行區(qū)域電網(wǎng)供電。

1.2繼電保護(hù)常見故障

靜電問題是造成變電站運(yùn)行故障的常見問題，同時(shí)，繼電保護(hù)裝置受到周圍通訊設(shè)備的影響，也容易發(fā)生干擾故障，使其可能會(huì)發(fā)生誤判。通常繼電保護(hù)可能發(fā)生的故障有以下幾點(diǎn)：第一，高頻保護(hù)現(xiàn)象，即電網(wǎng)出現(xiàn)不正常運(yùn)行狀態(tài)時(shí)的自我保護(hù)設(shè)置，例如直流電流消失;第二，距離保護(hù)，即電網(wǎng)運(yùn)行不穩(wěn)定時(shí)，系統(tǒng)會(huì)對(duì)遠(yuǎn)距離傳輸?shù)碾娋W(wǎng)進(jìn)行短暫斷開，以便維護(hù)整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定。

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，這是該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可視化的技術(shù)基礎(chǔ)，通過實(shí)時(shí)的信息傳遞，系統(tǒng)通過對(duì)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，及時(shí)反饋信息并分析，可快速發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行的異常情況，并明確異常位置，發(fā)出信號(hào)，以便于運(yùn)行維護(hù)人員快速進(jìn)行故障排除，降低后期維護(hù)成本，保護(hù)整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

2.2科學(xué)控制負(fù)荷

電網(wǎng)負(fù)荷是變電站發(fā)生故障的常見問題，智能變電站中的繼電保護(hù)裝置存在一定的負(fù)荷預(yù)警功能，繼電保護(hù)系統(tǒng)根據(jù)實(shí)時(shí)得到的數(shù)據(jù)可以對(duì)負(fù)荷進(jìn)行智能化、科學(xué)化的控制。在這種預(yù)警功能的監(jiān)控下，當(dāng)產(chǎn)生負(fù)荷后，故障可視化系統(tǒng)能夠及時(shí)的反饋信息，以便于管理維護(hù)人員及時(shí)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)，從而改善變電站的負(fù)荷情況。

2.3實(shí)現(xiàn)集中控制

智能變電站可以進(jìn)行自動(dòng)化控制，主要體現(xiàn)在它的集中控制，集中控制是相對(duì)于分散控制而言的，它是指由智能變電站控制中心統(tǒng)一調(diào)配，實(shí)現(xiàn)對(duì)配電線路的故障定位和相關(guān)處理。集中控制可以降低工作人員的工作強(qiáng)度，便于信息的集中處理和故障的統(tǒng)一調(diào)配，大大提高了管理效率。

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)可以維護(hù)信息源，通過對(duì)信息的及時(shí)反饋和存儲(chǔ)，記錄相關(guān)信息數(shù)據(jù)，運(yùn)行維護(hù)人員可以通過它反饋的數(shù)據(jù)來建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)，統(tǒng)一管理信息，并記錄信息和存儲(chǔ)信息，從而全面地掌控變電站的運(yùn)行狀況，也為后期可能的優(yōu)化處理提供信息數(shù)據(jù)。

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)行的電網(wǎng)中，如若電路發(fā)現(xiàn)故障，系統(tǒng)就會(huì)做出快速反應(yīng)，以免帶來進(jìn)一步的危害。同時(shí)，繼電保護(hù)系統(tǒng)會(huì)對(duì)電路進(jìn)行分析和評(píng)估，記錄相關(guān)的故障信息并存檔，以便維護(hù)人員根據(jù)信息來對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行后期優(yōu)化以減少故障的發(fā)生。根據(jù)存儲(chǔ)的信息數(shù)據(jù)就可以建立信息保護(hù)系統(tǒng)，通過數(shù)據(jù)分析來了解電網(wǎng)的總體運(yùn)行情況。

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，需要了解事故發(fā)生的確切原因，以便對(duì)系統(tǒng)做出必要的優(yōu)化，提升故障維護(hù)的可視化。目前，通過對(duì)事故進(jìn)行記錄和邏輯分析，可以確定繼電保護(hù)組間的運(yùn)行狀況和相互關(guān)系，以便后期進(jìn)行優(yōu)化處理。

3.3建立邏輯圖紙

邏輯圖形即是指繼電保護(hù)組間的運(yùn)行順序和相互依靠關(guān)系，它反應(yīng)的是設(shè)備間的邏輯運(yùn)行關(guān)系。根據(jù)建立的邏輯圖紙，可以對(duì)變電裝置的運(yùn)作情況進(jìn)行監(jiān)督，從而可以對(duì)故障進(jìn)行快速反應(yīng)和準(zhǔn)確修復(fù)。建立邏輯圖紙是實(shí)現(xiàn)故障可視化技術(shù)不可缺少的一環(huán)。

3.4故障信息判斷

智能變電站繼電保護(hù)裝置的有效動(dòng)作需要以準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)為依據(jù)，但是因技術(shù)限制和復(fù)雜多變的運(yùn)行信息，導(dǎo)致因無法準(zhǔn)確掌握相關(guān)信息從而不能及時(shí)進(jìn)行故障可視化分析。所以要加強(qiáng)對(duì)變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)和信息采集技術(shù)的研究，通過不斷的技術(shù)改進(jìn)來提高信息采集的準(zhǔn)確性和快速性，從而可以完善智能變電站繼電保護(hù)故障可視化技術(shù)。

3.5加強(qiáng)安全措施

由于繼電保護(hù)故障可視化技術(shù)的應(yīng)用，電力工作人員可遠(yuǎn)程監(jiān)控電路的運(yùn)行狀態(tài)，并及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存有的問題，從而快速排除安全故障，保障電路的安全運(yùn)行。由于電網(wǎng)的全國(guó)覆蓋，所以有很多變電站不得不在環(huán)境惡劣的地方修建，這樣外在的環(huán)境問題極易導(dǎo)致繼電裝置發(fā)生故障。所以在這種情況下更迫切地需要應(yīng)用可視化繼電保護(hù)故障技術(shù)，來對(duì)電路的運(yùn)行狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)督，及時(shí)地發(fā)現(xiàn)問題并排除問題，通過不斷地加強(qiáng)安全措施，使得智能變電站可以安全的應(yīng)用在智能電網(wǎng)中。

4結(jié)束語

在我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展的背后，完善的配電電網(wǎng)的建設(shè)功不可沒，它為保障電力的正常供應(yīng)，并逐漸實(shí)現(xiàn)了電網(wǎng)的自動(dòng)化控制。在正文的介紹中，我們知道了故障可視化分析是智能化電網(wǎng)成功建設(shè)的技術(shù)基礎(chǔ)，文章也著重對(duì)現(xiàn)有的繼電保護(hù)故障分析技術(shù)進(jìn)行了分析比較。在整個(gè)電力系統(tǒng)里，智能變電站對(duì)運(yùn)行起著重要保障作用，及時(shí)的數(shù)據(jù)分析和故障提醒可有效確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。因此，深入和完善智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的研究是很有必要的。

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