智能變電站繼電保護(hù)可視化技術(shù)

李雅玲 朱寧

[摘 要]繼電保護(hù)裝置是電力系統(tǒng)的重要組成部分，保障系統(tǒng)的安全運(yùn)行。然而繼電保護(hù)裝置運(yùn)行中容易發(fā)生很多故障，會對繼電保護(hù)作用產(chǎn)生影響。本文分析了職能變電站繼電保護(hù)存在的問題，進(jìn)而提出故障可視化方案分析。

[關(guān)鍵詞]智能變電站 繼電保護(hù) 故障可視化

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 智能變電站繼電保護(hù)故障概述

通常情況下，智能變電站繼電保護(hù)會發(fā)生各種突發(fā)情況，但具體而言，常見的幾種異常情況主要包括高頻保護(hù)以及母差保護(hù)、瓦斯保護(hù)和微機(jī)保護(hù)、距離保護(hù)。當(dāng)定期通道的實(shí)驗(yàn)參數(shù)不能滿足具體運(yùn)行要求時(shí)，直流電源消失、裝置故障信號無法復(fù)歸，在這一情況下就會發(fā)生高頻保護(hù)。而母差保護(hù)是在母差直流電壓消失、母差交流斷線及母差不平衡，并且電流不為零的情況下發(fā)生的。瓦斯保護(hù)主要發(fā)生在變壓器濾油、加油和換硅膠過程以及潛油泵、清理吸濕器、冷油器等過程;如果系統(tǒng)四保護(hù)燈亮或者總告警燈亮，但在此過程中告警插件的信號燈不亮及CPU發(fā)生故障、打印顯示CPU×ERR，此時(shí)就會出現(xiàn)微機(jī)保護(hù);除此之外，當(dāng)系統(tǒng)的三相電壓回路斷路或者PT退出運(yùn)行、助磁電流過小或者過大，如果負(fù)荷電流超過允許電流值，就會出現(xiàn)距離保護(hù)。

2 智能變電站繼電保護(hù)故障可視化技術(shù)方案分析

2.1 繼電保護(hù)故障信息的生成

當(dāng)啟動(dòng)變電站的繼電保護(hù)運(yùn)行裝置后，無論對其進(jìn)行任何操作，系統(tǒng)都會自動(dòng)將多個(gè)歷史操作文件進(jìn)行完整記錄，這些數(shù)據(jù)文件主要包括動(dòng)作情況的簡報(bào)文件以及故障錄波文件、中間節(jié)點(diǎn)文件等，這些相關(guān)的繼電保護(hù)裝置運(yùn)行故障信息傳輸主要依靠DL/T860展開操作。因此，當(dāng)繼電保護(hù)裝置在啟動(dòng)或者關(guān)閉系統(tǒng)設(shè)備時(shí)，系統(tǒng)中自動(dòng)生成的故障錄波文件記錄的時(shí)間與中間節(jié)點(diǎn)文件具體時(shí)間一致。但是，故障錄波文件與中間節(jié)點(diǎn)文件存在一定差異，中間節(jié)點(diǎn)文件除了包含繼電裝置內(nèi)部相關(guān)邏輯控制信息外，還包括故障錄波文件中記錄的有效信息。因此，中間節(jié)點(diǎn)文件可以清晰顯示繼電裝置運(yùn)行故障的可視化保護(hù)邏輯關(guān)系圖。對于故障錄波文件而言，系統(tǒng)中只包括每一次系統(tǒng)設(shè)備啟動(dòng)、關(guān)閉或運(yùn)行的相關(guān)重要信息。因此，從二者記錄的故障信息中可以看出，故障錄波文件信息與中間節(jié)點(diǎn)信息文件的主要作用不同，前者用于系統(tǒng)運(yùn)行故障的判斷和分析，而后者主要被用于故障的深入分析。所以，針對這一特征，智能變電站繼電保護(hù)的故障可視化研究，需要充分利用中間節(jié)點(diǎn)自動(dòng)生成的繼電保護(hù)邏輯關(guān)系圖，從而結(jié)合圖示信息建立具體的運(yùn)行故障模型，使繼電保護(hù)的故障可視化呈現(xiàn)。

2.2 對繼電保護(hù)故障的邏輯關(guān)系圖進(jìn)行可視化分析

在故障可視化分析過程中，應(yīng)該充分利用繼電保護(hù)裝置邏輯關(guān)系圖中的可視化功能，將其應(yīng)用到繼電保護(hù)故障錄波分析過程中，通過時(shí)間關(guān)系，結(jié)合故障簡報(bào)以及繼電裝置自動(dòng)生成的錄波文件、中間節(jié)點(diǎn)信息文件，對故障信息展開科學(xué)分析。在此環(huán)節(jié)中，可以清晰掌握故障發(fā)生的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，同時(shí)也可通過可視化功能，使繼電保護(hù)功能相關(guān)部件之間的動(dòng)作邏輯以及先后運(yùn)行順序進(jìn)行可視化呈現(xiàn)。在具體的故障可視化分析過程中，應(yīng)該通過“高量”表示繼電保護(hù)中間節(jié)點(diǎn)信息文件所記錄的相關(guān)動(dòng)作情況。與此同時(shí)，還要對基礎(chǔ)單元中可視化圖形的繪制風(fēng)格進(jìn)行定義。

在故障運(yùn)行邏輯圖中包括“state”這一文件，其可以表示相應(yīng)圖元的個(gè)體屬性。同時(shí)，采用圖元內(nèi)部保存的對象屬性文件“sta”表示相應(yīng)定義單元的全部圖元對象以及相應(yīng)圖元的所屬狀態(tài)。同時(shí)，還可以結(jié)合圖元內(nèi)部的對象屬性文件“sta”參數(shù)值，繪制圖元模板中的內(nèi)部對象。因此，繼電保護(hù)的故障可視化呈現(xiàn)圖形，完全可以按照邏輯圖單元中的對象屬性“sta”值的不同，顯示出不同的風(fēng)格特征。通常情況下，在對我國新一代智能變電站繼電保護(hù)故障的可視化技術(shù)方案進(jìn)行研究分析時(shí)，為了采用更加簡潔的圖像進(jìn)行故障可視化呈現(xiàn)，需結(jié)合“keyid3”這一參數(shù)值，對相關(guān)的連接線進(jìn)行條件繪制，其中紅線表示“sta”值為“1”，而黑線表示“sta”值為“0”。

2.3 繼電保護(hù)邏輯關(guān)系圖的G語言互操方法分析

通常情況下，采用G語言對智能變電站的繼電保護(hù)邏輯關(guān)系圖進(jìn)行科學(xué)自描述，同時(shí)利用G圖形處理工作對應(yīng)用服務(wù)器中的對應(yīng)邏輯關(guān)系圖進(jìn)行科學(xué)分析。在我國電力系統(tǒng)中，經(jīng)常應(yīng)用的標(biāo)準(zhǔn)化圖形描述語言就是G語言，因此其十分有利于不同廠家之間進(jìn)行互操。但是，在具體應(yīng)用實(shí)踐過程中，由于不同的電力企業(yè)G語言使用情況存在一定差異，所以在具體互操過程中，通常采用兩種不同的互操方式進(jìn)行工作。一種是廠家只需通過G語言直接進(jìn)行配合展開互操作，但互操過程不需進(jìn)行任何相關(guān)工作。因此，可確保智能變電站繼電保護(hù)故障可視化呈現(xiàn)具有一致的風(fēng)格。而另外一種情況是，廠家不需采用G語言進(jìn)行可視化操作描述，只需將可以執(zhí)行繼電保護(hù)故障可視化分析的插件引入系統(tǒng)即可。當(dāng)需要進(jìn)行故障分析時(shí)，便可直接調(diào)取程序中的運(yùn)行插件。這種故障可視化技術(shù)方案的主要優(yōu)點(diǎn)是，可以利用一個(gè)可視化故障分析插件，同時(shí)滿足不同型號智能繼電裝置的故障分析需求。在此過程中，為了便于智能變電站繼電保護(hù)故障可視化呈現(xiàn)操作調(diào)取相關(guān)數(shù)據(jù)波形，需要確保插件具有附加調(diào)用參數(shù)功能。

2.4 智能變電站繼電保護(hù)故障可視化模型分析

通過上述分析發(fā)現(xiàn)，繼電保護(hù)邏輯關(guān)系圖的自描述可采用G語言開發(fā)與解析模塊，并在波形分析過程集中引入G語言開發(fā)解析模塊。在這一解析模塊中，繼電保護(hù)邏輯關(guān)系圖可充分利用波形工具增加故障回放功能，相應(yīng)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)文件會在錄波文件打開時(shí)，同時(shí)被自動(dòng)打開。從上述圖示中不難看出，繼電保護(hù)裝置自動(dòng)啟動(dòng)或運(yùn)行過程中，波形分析工具會針對可視化保護(hù)邏輯圖與故障波形展開同步回放分析。在實(shí)際運(yùn)行過程中，繼電保護(hù)裝置在運(yùn)行或啟動(dòng)時(shí)，會自動(dòng)生成中間節(jié)點(diǎn)文件及故障簡報(bào)文件，故障路波器會利用文件服務(wù)器從保護(hù)繼電系統(tǒng)中調(diào)取相關(guān)故障信息文件，故障信息再經(jīng)過故障錄波器進(jìn)行展開傳輸。所以，在整個(gè)智能變電站繼電保護(hù)故障可視化技術(shù)方案中，綜合應(yīng)用服務(wù)器以及系統(tǒng)故障錄波器、調(diào)度端都能進(jìn)行故障的可視化分析。

3 結(jié)束語

綜上所述，本文結(jié)合實(shí)際情況制定了一種新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化技術(shù)方案。在該技術(shù)方案實(shí)施應(yīng)用過程中，主要通過電力系統(tǒng)中的G語言這一邏輯圖形描述規(guī)范展開自描述。而系統(tǒng)后臺服務(wù)器則通過通用的G語言解析工具，對智能變電站的繼電保護(hù)故障可視化邏輯圖進(jìn)行可視化回放與技術(shù)解析。這一技術(shù)方案在一定程度上避免了不同廠家、不同設(shè)備之間互操性與兼容性問題出現(xiàn)，而且保證故障邏輯圖與繼電保護(hù)程序之間的信息一致。所以，這一技術(shù)方案值得應(yīng)用與推廣。

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