基于變電站保信系統(tǒng)的綜合故障分析功能研究

鐘寶華 危樂

摘要：在電網(wǎng)異常和事故跳閘的情況下，變電運維人員通常通過保信分站遠程獲取保護動作情況，收集錄波數(shù)據(jù)，綜合分析得出結(jié)論。技術(shù)的不斷演變使得單純依靠人腦進行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析不再必要，現(xiàn)基于變電站保信系統(tǒng)開發(fā)了綜合故障分析功能，可以快速得出保護動作結(jié)論。

關(guān)鍵詞：故障分析;保信系統(tǒng);保護動作

0? ? 引言

隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷發(fā)展，變電站一、二次設(shè)備日常運維工作越發(fā)繁重，設(shè)備運行異常、事故跳閘情況也日益凸顯。在以往的運維模式下，發(fā)生事故跳閘時只能通過保信分站遠程對故障相關(guān)設(shè)備數(shù)據(jù)進行單獨查閱、人工分析，工作效率較低。而基于保信系統(tǒng)的綜合故障分析功能則能通過程序化智能分析，迅速定位電力系統(tǒng)故障點及故障擴大原因，提升電力系統(tǒng)故障分析效率。

1? ? 研究目的

繼電保護故障及信息系統(tǒng)在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)得到了廣泛應(yīng)用，簡稱“保信系統(tǒng)”，由分布在變電站內(nèi)的保信子站和各級調(diào)度管理的保信分站組成，是繼保專業(yè)常用的工具。本研究旨在開發(fā)保信分站的綜合故障分析功能，當(dāng)電力系統(tǒng)發(fā)生故障跳閘時，可以快速對故障時相關(guān)元件、保護動作情況等進行智能分析，清晰展示出整個故障發(fā)生過程的動作時序，判斷出故障點位置，并評價相關(guān)的保護裝置及一次設(shè)備的動作，快速得出保護動作結(jié)論。保信系統(tǒng)的綜合故障分析功能實用化有利于電網(wǎng)快速復(fù)電，提高供電可靠性。

2? ? 技術(shù)要點

本研究主要技術(shù)創(chuàng)新點在于開發(fā)了變電站保信系統(tǒng)的高級應(yīng)用，模擬電網(wǎng)系統(tǒng)故障時專業(yè)運維人員的故障分析邏輯及模式，實現(xiàn)整個故障過程的動作時序可視化，通過保護動作分析原理進行一、二次設(shè)備動作評價及故障點判斷，實現(xiàn)高效的電網(wǎng)故障綜合分析。主要模塊如下：

（1）電網(wǎng)故障時的動作時序表，整合、篩選出繼電保護故障及信息系統(tǒng)采集的故障信息，將電網(wǎng)故障時相關(guān)設(shè)備的開關(guān)量、模擬量、錄波、報文結(jié)果等進行整合分析，得出整個故障發(fā)生過程的動作時序，清晰展示整個故障演變過程。

（2）融入了保護動作分析原理，增加了繼電保護動作分析的判斷邏輯，結(jié)合動作時序及動作情況，對相關(guān)的保護裝置或一次設(shè)備的動作評價等信息，判斷出故障點位置。

3? ? 功能設(shè)計

本研究中綜合故障分析方法的設(shè)計框圖如圖1所示，具體包括：獲取變電站的繼電保護元件和開關(guān)元件的動作定值信息和實際動作信息;根據(jù)實際動作信息確定繼電保護元件和開關(guān)元件的動作時序;對比繼電保護元件的動作定值信息和實際動作信息，以確定繼電保護元件的動作是否正確;對比開關(guān)元件的動作定值信息和實際動作信息，以確定開關(guān)元件的動作是否正確;根據(jù)繼電保護元件和開關(guān)元件的動作時序及其動作是否正確，確定故障點及故障擴大原因。

3.1? ? 動作時序編制

通過保信系統(tǒng)收集故障期間變電站中相關(guān)設(shè)備的故障數(shù)據(jù)，獲取繼電保護元件和開關(guān)元件的實際動作信息，整合數(shù)據(jù)后可得到一個完整的動作時序表，動作時序表中的數(shù)據(jù)包括故障相關(guān)的一、二次設(shè)備名稱，設(shè)備動作基準(zhǔn)時間及動作明細(xì)。其中，設(shè)備動作基準(zhǔn)時間以故障初始階段時間為基準(zhǔn)，如動作基準(zhǔn)時間為：**年**月**日**時**分**秒**毫秒。

3.2? ? 保護動作分析邏輯

邏輯分析主要由保護動作評價、開關(guān)動作評價和故障過程綜合分析三部分組成。保護動作評價邏輯是對故障過程中涉及的每個保護進行動作正確性評價;開關(guān)動作評價邏輯是對故障過程中涉及的每個開關(guān)進行動作正確性評價;而保護動作評價和開關(guān)動作評價作為故障過程綜合分析的數(shù)據(jù)支撐，通過智能分析得出結(jié)論。

（1）圖2展示了保護動作評價邏輯框圖，通過比對故障期間故障數(shù)值與保護動作數(shù)值、實際動作時間與保護延時，判斷保護動作正確性。

（2）圖3展示了開關(guān)動作評價邏輯框圖，分析開關(guān)有無分閘或慢分的情況，判斷保護動作正確性。

（3）圖4展示了故障綜合分析邏輯框圖，通過收集各個保護及開關(guān)的動作評價結(jié)果，智能定位電網(wǎng)故障點。

4? ? 結(jié)語

本研究開發(fā)了一種變電站保信系統(tǒng)的綜合故障分析功能，大大提升了裝置的實用化水平。通過故障信息整合優(yōu)化、動作時序可視化、一/二次設(shè)備動作情況智能判斷，給予繼保從業(yè)人員專業(yè)技術(shù)支撐，為及時、快速地處理電網(wǎng)故障提供了更為有效的技術(shù)支持，縮短了故障處理的時間，減少了因電網(wǎng)故障造成的企業(yè)和社會的經(jīng)濟損失，可以廣泛應(yīng)用在變電站保信分站或保信子站中。

收稿日期：2020-07-31

作者簡介：鐘寶華（1989—），男，廣東梅州人，碩士研究生，工程師，研究方向：電力系統(tǒng)分析、運行與控制、電力系統(tǒng)繼電保護。