智能站設計在繼電保護中的分析

王瑞麗

摘要：變電站設備結構日趨復雜，發(fā)生缺陷的位置、時間的不確定性，現(xiàn)階段對電網(wǎng)故障進行事后分析以手動分析為主，缺乏將大量歷史錄波數(shù)據(jù)綜合分析的手段。針對電網(wǎng)中多個變電站的歷史錄波數(shù)據(jù)，提出一種基于SVM分類技術的故障原因診斷方法，利用歷史上收集的故障錄波數(shù)據(jù)，自動探索大量錄波數(shù)據(jù)中的規(guī)律與模式，并形成診斷模型，建設變電站繼電保護分析平臺，結合實時錄波數(shù)據(jù)，對電網(wǎng)故障原因進行在線判定，以確定故障位置以及發(fā)生的類型。

關鍵詞：智能站;設計;繼電保護;

引言

隨著國家電網(wǎng)公司確立以“三型兩網(wǎng)、世界一流”為新戰(zhàn)略的核心任務，泛在電力物聯(lián)網(wǎng)將提供物理基礎，推動傳統(tǒng)業(yè)務提質(zhì)增效并衍生新業(yè)務新業(yè)態(tài)新商業(yè)模式，這種新變化展現(xiàn)出“智能業(yè)務”的特征，核心就是數(shù)據(jù)和智能的驅(qū)動。變電站設備結構復雜化，發(fā)生缺陷的位置、時間的不確定性，導致故障發(fā)生后檢修人員無法對事故原因作出快速判斷，同時告警眾多，故障排查定位困難，潛在風險缺乏有效辨識手段，導致問題出現(xiàn)時無法及時處理。因此，提出變電站繼電保護分析平臺，以確保電網(wǎng)能安全、穩(wěn)定、高效、經(jīng)濟的運行。

1變電站繼電保護分析

1.1數(shù)據(jù)采集處理分析

平臺通過站端故障錄波器采集[2]保護運行數(shù)據(jù)，如：實時電流電壓及動作信息;通過保護子站系統(tǒng)采集錄波文件;同時收集裝置信息及定值、壓板投入等信息進行核實比對;將這些數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)緩沖區(qū)、數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)集市進行數(shù)據(jù)存儲和預處理[1]。

2確定智能站繼電保護狀態(tài)檢修策略

2.1模型計算精度

模糊評價模型主要使用了模糊數(shù)學理論，在判斷中會受到經(jīng)驗導向的作用，主觀性較強，極其容易接收專家經(jīng)驗的不良影響，結果有時會出現(xiàn)較大偏差。但是，比例失效模型是基于統(tǒng)計學原理的模型，模型中使用了大量的歷史客觀數(shù)據(jù)。基于這些歷史數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)分析產(chǎn)生的結果具有較強的客觀性和可靠性，不像模糊評價模型一樣受到專家經(jīng)驗的不良影響，精度較高。

2.2關鍵技術及實現(xiàn)

2.2.1數(shù)據(jù)選擇與抽取數(shù)據(jù)抽取步驟根據(jù)從與應用端的保信軟件系統(tǒng)的歷史錄波數(shù)據(jù)庫中，取到原始的錄波數(shù)據(jù)，并取得錄波數(shù)據(jù)相關的信息，包括錄波來源線路、廠站、時間、事后確認數(shù)據(jù)，而對于實時部分，則從保護裝置取得定時或條件觸發(fā)的錄波數(shù)據(jù)。

2.2.2數(shù)據(jù)預處理與規(guī)范化a.數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查對數(shù)據(jù)樣本進行探索分析，對關鍵字缺失的數(shù)據(jù)進行篩除，根據(jù)算法對數(shù)據(jù)質(zhì)量的要求，對原始數(shù)據(jù)進行判定，篩除質(zhì)量較低的原始樣本。

2.2.3特征提取因為原始數(shù)據(jù)為生數(shù)據(jù)，在進行模型訓練前，需要將生數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為熟數(shù)據(jù)即特征數(shù)據(jù)。本方法引用小波分析技術，提取錄波信號在各頻率波段中的特征，采用多尺度的空間能量分布的分析方法對信號進行頻帶分析，再分別計算所得的各個頻帶的能量作為特征向量，完成從原始信號到特征向量數(shù)據(jù)的變換[2]。

2.3注重培訓與強化檢修能力

首先，電力企業(yè)應樹立培訓理念，建設培訓制度，制定培訓計劃，落實好培訓工作。為了強化培訓效果，電力企業(yè)應把理論知識培訓以及技能培訓結合，利用多媒體視頻培訓模式、現(xiàn)場指導以及知識競賽模式開展培訓，保障培訓的靈活性，激發(fā)工作人員參與和學習的積極性。由于繼電保護設備故障檢修工作具有一定難度，企業(yè)也要側(cè)重對工作人員專項技能的培訓，在培訓后進行考核測試，利于企業(yè)了解維修團隊綜合實力，了解其工作強項以及不足，更加針對性地開展培訓活動。最后，企業(yè)也要落實好人力資源管理工作，建設獎懲制度，對表現(xiàn)好的工作人員給予其物質(zhì)獎勵和精神獎勵，激發(fā)其工作熱情，全身心地投入到維修工作中。也可利用獎懲制度約束工作人員偷懶行為、工作態(tài)度不端正問題，使其認知到企業(yè)對此項工作重視度。

2.4安裝調(diào)試管理

在綜合自動化變電站建設中，繼電保護涉及測量表計、直流系統(tǒng)、后臺監(jiān)控等設備。因此必須在調(diào)試階段內(nèi)，明確繼電保護與這些設備間的責任界限與分工，相互配合協(xié)調(diào);做好基礎數(shù)據(jù)的錄入，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立以及對各設備進行聯(lián)合調(diào)試等等工作。對于繼電保護裝置的新安裝校驗，必須對裝置加入額定電壓，模擬系統(tǒng)可能發(fā)生的各種故障，做裝置的整組模擬、傳動試驗，確保裝置各條邏輯回路的正確性得到驗證。微機保護功能先進，但這并不就意味著微機裝置工作可靠性大、安全系數(shù)高。保證繼電保護及自動化裝置的背板、端予排、壓板、插頭的接線牢固，做好光纜、網(wǎng)絡線[3]。

2.5建立故障處理系統(tǒng)，提升技術人員的能力

隨著配電網(wǎng)絡運營管理的快速發(fā)展，并且不斷地引進一些國際的技術，包括新材料、設備以及技術等，為了確?？梢约皶r收集電力網(wǎng)絡在運行過程中的實際數(shù)據(jù)并對相關缺陷以及故障進行及時的處理和解決，這就需要電力企業(yè)在電網(wǎng)中建立繼電保護裝置運行故障管理平臺，實時監(jiān)測二次回路裝置的動作，并加強相關管理人員的能力提升，對管理人員進行一定的技術培訓，使其可以熟練地掌握繼電保護裝置的使用方法，并且在學習完成以后可以采用考核的方式，設置一定的獎懲機制，從而不斷地提升相關工作人員的能力水平，強化對突發(fā)狀況的處理能力，減少故障損失。

2.6繼電保護二次回路裝置的檢查繼電保護

裝置的應用能夠更好的保證電力系統(tǒng)的正常運行，所以加大對其的保護力度尤為重要的。尤其是對其中涉及的差動保護裝置，因其很容易受到各方面因素的影響，故而應加強對其的管理和控制，減少問題的發(fā)生，下面將具體分析。其一，互感器的負荷檢修。在互感器使用中長期處在超負荷的狀態(tài)下，不僅會導致其自身性能喪失，還會縮減設備使用壽命，帶來較多的不良影響。所以需要對互感器設備進行定期的檢修和負荷控制，延長互感器的使用壽命。同時其還能夠優(yōu)化差動保護性能，實現(xiàn)電流的合理控制。其二，互感器質(zhì)量檢查?；ジ衅髻|(zhì)量對于提升電力系統(tǒng)保護效果有著重要作用，所以在選擇互感器時，要結合電力系統(tǒng)需求嚴格控制器質(zhì)量標準。比如，在對繼電保護裝置測量完成后，如果發(fā)現(xiàn)電流超標，則可以選擇一些小氣隙的互感器設備，這樣不僅能夠?qū)⑹４艈栴}完全解決，還可最大限度地實現(xiàn)磁飽和。其三，電流互感器的選擇。電流互感器要根據(jù)電力系統(tǒng)以及差動保護裝置的型號要求予以合理選擇，一般使用的電流互感器級別在等級10、系數(shù)10或者系數(shù)15左右。當短路穩(wěn)態(tài)電流發(fā)生時，電流值封頂，這時需要將二次負荷誤差穩(wěn)定在10%以內(nèi)，以減少問題的發(fā)生[4]。

結束語

變電站檢修繼電保護設備常見問題包括忽略工作人員培訓，未及時引進新型技術，檢修維護制度不夠完善，未明確故障類型以及故障點等問題，導致檢修工作效率低下。對此，為了有效解決變電站檢修繼電保護設備的問題，企業(yè)應立足于實際，做好變電站檢修繼電保護設備維修管理工作，在實際工作期間要求工作人員，利用置換方法、回路拆除方法以及對比方法，優(yōu)先明確故障的種類以及故障點。其次，也要注重培訓工作，利用多媒體視頻培訓模式、現(xiàn)場指導以及知識競賽模式開展培訓活動，強化工作人員檢修能力，提高其理論知識水平以及維修技能，發(fā)揮人力資源最大優(yōu)勢。最后，也要引進新型科學技術，健全檢查和維修制度，強化監(jiān)督管理力度，提高設備檢修的水平。

參考文獻：

[1]劉杜.智能變電站繼電保護狀態(tài)檢修策略研究[J].電氣開關，2020，58（01）：94-95+99.

[2]余小宇.探析繼電保護在自動化變電站中的運行及維護[J].科學技術創(chuàng)新，2020（04）：189-190.

[3]韋強強.電力系統(tǒng)中智能變電站繼電保護技術分析[J].通訊世界，2020，27（01）：224-225.

[4]舒詩雄.220kV智能變電站繼電保護的運行維護[J].通信電源技術，2020，37（02）：238-239.