新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案

馮佳興

（寧夏送變電工程有限公司，寧夏 銀川 750001）

繼電保護(hù)設(shè)施在變電站的操作系統(tǒng)中發(fā)揮著尤為關(guān)鍵的功能。電網(wǎng)系統(tǒng)的安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)與良好的繼電保護(hù)設(shè)施息息相關(guān)?？梢砸罁?jù)實(shí)際情況進(jìn)行制定合理的措施，可以有效的改善變電所運(yùn)營系統(tǒng)的管理模式，從而實(shí)現(xiàn)智能變電站。電網(wǎng)管理部門需要對繼電器保護(hù)的缺陷問題加以重視。此類問題的處理可以有效地避免智能電網(wǎng)系統(tǒng)的錯(cuò)誤造成的損失。為了減少損失，提高繼電器保護(hù)的效果，強(qiáng)化新一代變電站繼電器保護(hù)障礙的研究就顯得尤為關(guān)鍵。

1 智能變電站的主要構(gòu)成

目前，我國智能變電站首要采用先進(jìn)的智能設(shè)備，根據(jù)變電站的整體信息化、通訊網(wǎng)絡(luò)化、信息交換要求，自主完成數(shù)據(jù)收據(jù)、觀察、自主監(jiān)控、解決問題、電氣保護(hù)等功能。智能變電站的首要組成結(jié)構(gòu)是由高壓設(shè)備、智能信息設(shè)備的。智能高壓設(shè)備通過光纖通信系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相連，可實(shí)時(shí)監(jiān)測智能變壓器的運(yùn)行情況。智能變壓器在工作過程中，當(dāng)電壓或電源發(fā)生變化時(shí)，控制系統(tǒng)會(huì)根據(jù)電網(wǎng)的實(shí)際情況做出相應(yīng)的措施。當(dāng)智能設(shè)備發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)主要發(fā)出警告，以防止錯(cuò)誤規(guī)模擴(kuò)張[1]。智能高壓開關(guān)是一種操作性高與控制設(shè)備。與電子設(shè)備和傳感器相連接，實(shí)現(xiàn)對變電站設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷和智能化。實(shí)用新方案克服了純光纖電子變壓器易磁化的缺點(diǎn)，通過管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)全電網(wǎng)監(jiān)控和管理。當(dāng)變電站的低壓負(fù)載增加時(shí)，智能變電站就會(huì)增加低壓負(fù)載的輸出，以滿足電力供應(yīng)的需求。而在低壓電力負(fù)荷縮減的情況下，智能變電站可以縮減低壓電力傳輸，以便供求均衡，消除電力供求不平衡等現(xiàn)象。

2 統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)語言

為了描述和分析變電站的相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，國家統(tǒng)一了電力系統(tǒng)圖形技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)G 語言，這是一種基于通用信息模型的圖形交換、圖形的可靠性和工作效率開發(fā)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。對電力系統(tǒng)的描述有了很大的改進(jìn)。g 是可以擴(kuò)展的馬克語言的標(biāo)準(zhǔn)遵循馬克業(yè)基礎(chǔ)的普通文本語言,可以定義基本素描因素不僅一些共同標(biāo)準(zhǔn)圖形網(wǎng)格圖形符號(hào)模板,可以定義為電力系統(tǒng)的相關(guān)圖表生成速度得到有效改善,生成進(jìn)程和分析流程簡單化。同時(shí)，G 語言定義了圖形的終端和鏈接，以及圖形的顏色顯示和隱藏方法，從而詳細(xì)地分析和描述了圖形之間的關(guān)系。此外，G 語言為每個(gè)圖定義關(guān)鍵字，使得相關(guān)數(shù)據(jù)連接方便。G 語言具有描述一般動(dòng)態(tài)二維圖形的功能，廣泛應(yīng)用于電力工業(yè)，可以顯著增加其他制造商、系統(tǒng)和企業(yè)之間的電力圖形和模型的轉(zhuǎn)換率。下一代智能變電站中繼保護(hù)的故障視覺分析系統(tǒng)、中繼保護(hù)邏輯圖解用語言說明[2]。

3 故障問題的分類

3.1 網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)故障

網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)在整個(gè)智能型變電站系統(tǒng)中主要負(fù)責(zé)故障信息的傳輸。因智能變電站中使用的電流保護(hù)裝置是直接傳輸和直接跳閘型的，所以在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，必須準(zhǔn)確地傳輸故障信息，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)是這種功能的主要來源。該過程中傳輸?shù)男盘?hào)主要包括系統(tǒng)故障信號(hào)和重聯(lián)閉鎖信號(hào)等。上述信號(hào)在實(shí)時(shí)傳輸過程中不需要高實(shí)時(shí)性，因此無需對交換機(jī)的實(shí)時(shí)傳輸信號(hào)進(jìn)行測試。只有正確性和完整性的信號(hào)傳輸?shù)慕粨Q機(jī)。這是提高交換機(jī)信號(hào)質(zhì)量的有效途徑。上述檢測方式為檢測子系統(tǒng)。確保其運(yùn)行的整體質(zhì)量。以前的系統(tǒng)也需要集成以進(jìn)行測試。

3.2 智能保護(hù)裝置故障

在智能變電站的實(shí)際運(yùn)行中，保護(hù)裝置的運(yùn)行邏輯始終不變，但輸入模式會(huì)相應(yīng)地變化。在智能變電站中，輸入模式已改為數(shù)字模式。當(dāng)智能保護(hù)裝置工作時(shí)，探測器在選擇過程中應(yīng)按照邏輯功能和常量的確認(rèn)模式，根據(jù)以上兩種模式制定相應(yīng)的維護(hù)計(jì)劃。在此過程中,保護(hù)裝置的虛擬終端機(jī)上輸入了,在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)營中輸出了,合作方式?jīng)]有明顯的變化,語言層及固定價(jià)格呼叫遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)是監(jiān)控系統(tǒng)是保護(hù)裝置的運(yùn)營效率,提高運(yùn)營費(fèi)用可以減少。

3.3 智能終端系統(tǒng)故障

智能終端系統(tǒng)主要負(fù)責(zé)終端保護(hù)、系統(tǒng)測量與控制以及輸出設(shè)備的運(yùn)行。它主要包括操作表功能和內(nèi)容的其他方面。在測試過程中。需要對終端繼電器和連接點(diǎn)的完整性和穩(wěn)定性加以測試，以便使得智能終端系統(tǒng)和一次設(shè)備連接的可靠性有所提升。此外，還需要證明該系統(tǒng)沒有剛性板操作精度加以驗(yàn)證。只有系統(tǒng)的剛性板正常工作，電力保護(hù)系統(tǒng)的正常工作才能夠得到保障。

4 繼電保護(hù)可視化系統(tǒng)的性能

4.1 報(bào)警系統(tǒng)自動(dòng)化

為了分析智能變電站繼電保護(hù)故障系統(tǒng)的主要特征，需要對繼電保護(hù)系統(tǒng)的組織架構(gòu)進(jìn)行分析，進(jìn)而依據(jù)繼電保護(hù)故障系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，從而構(gòu)建相對完善的信息數(shù)據(jù)庫，然后根據(jù)繼電保護(hù)故障在實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)，從電網(wǎng)中收集相關(guān)數(shù)據(jù)和信息，進(jìn)而助力電力工作人員做出相對正確的方案，識(shí)別電力保護(hù)系統(tǒng)中的警告信息。當(dāng)變電站系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，報(bào)警系統(tǒng)會(huì)發(fā)出報(bào)警信息，使工作人員能夠及時(shí)對故障進(jìn)行處理，不僅提高了中繼保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)效率，還提高了變電站智能報(bào)警系統(tǒng)的優(yōu)勢。

4.2 電力控制自動(dòng)化

由于季節(jié)和時(shí)間差異，人民群眾的電力需求也存在著差異。傳統(tǒng)的變電站為了保證電力系統(tǒng)的正常工作，不能根據(jù)最大的電流和電壓值來調(diào)節(jié)電壓和電流來構(gòu)成負(fù)載電流。新一代智能變電站的繼電保護(hù)設(shè)施可以有效地實(shí)現(xiàn)電力負(fù)載的控制。在電力系統(tǒng)運(yùn)行過程中，當(dāng)電力設(shè)備負(fù)荷過重時(shí)，感應(yīng)設(shè)備可以檢測電力系統(tǒng)的運(yùn)行。繼電器保護(hù)故障系統(tǒng)應(yīng)根據(jù)運(yùn)行狀態(tài)調(diào)整系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。以實(shí)現(xiàn)變電站的控制和管理。智能變電站的繼電器保護(hù)故障系統(tǒng)，可以有效降低發(fā)生電力設(shè)備的故障可能性，從而確保整個(gè)變電站運(yùn)轉(zhuǎn)正常。

4.3 智能變電站可實(shí)現(xiàn)無人值班

新一代智能變電站采用自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)變電站系統(tǒng)的統(tǒng)一操控，精細(xì)記載電氣設(shè)備的工作數(shù)據(jù)，并可根據(jù)特定的電力運(yùn)行流程進(jìn)行處理。在電力系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，控制系統(tǒng)能及時(shí)向變電站控制中心傳遞信息，并通知變電站工作人員及時(shí)解決問題，避免故障影響變電站工作流程。單鍵控制技術(shù)還可以提高變電站的管理效率，降低電力企業(yè)的人力成本，達(dá)到無人管理的目的。

4.4 提高信息源的維護(hù)管理

變電站新一代智能繼電器保護(hù)障礙顯示系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)綜合信息管理，改善信息源的維護(hù)和管理。通過可視化系統(tǒng)故障,操作和維修人員收集數(shù)據(jù),并設(shè)置相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫自動(dòng)生成各種各樣的圖表和模型,進(jìn)行更加系統(tǒng)和全面的調(diào)查、增強(qiáng)整體結(jié)構(gòu)和運(yùn)營變電站。

5 繼電保護(hù)故障可視化改善方案

5.1 故障信息收集

新一代變電站繼電器保護(hù)智能設(shè)備在現(xiàn)實(shí)運(yùn)作過程中存在問題。智能系統(tǒng)可以精確找出發(fā)生故障的地方等，進(jìn)一步自主將故障的相關(guān)精確信息記錄在系統(tǒng)文件中，以備將來參考?？梢暬到y(tǒng)以正確的格式將故障細(xì)節(jié)傳輸?shù)教囟ǖ姆?wù)器。在繼電器保護(hù)裝置運(yùn)行過程中，將各種故障信息收集并記錄在文件中，記錄故障波動(dòng)，然后將信息直接呈現(xiàn)給服務(wù)器，供工作人員觀察和分析。不同的文件記錄錯(cuò)誤信息，根據(jù)實(shí)際情況選擇不同的實(shí)現(xiàn)功能。

5.2 繼電保護(hù)故障問題研究分析

記錄變電站繼電器保護(hù)裝置的運(yùn)行過程是尤為關(guān)鍵的。我們可以使用邏輯關(guān)系來對故障問題進(jìn)行分析，然后在主要的分析工具對故障細(xì)節(jié)進(jìn)行記錄。通過這種方式，工作人員可以根據(jù)故障記錄時(shí)間找到所需的信息，然后顯示集成的信息。此時(shí)，工作人員可以根據(jù)視覺信息正確調(diào)整繼電器保護(hù)元件。如果信息以圖形形式顯示，工作人員應(yīng)相應(yīng)地記錄信息，以便于理解。這些標(biāo)簽上的信息必須按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，標(biāo)簽必須準(zhǔn)確和標(biāo)準(zhǔn)化。每個(gè)信息屬性都有自己獨(dú)特的符號(hào)和品牌形式，品牌方法不同，含義也不同。

5.3 信息采集技術(shù)的提升

智能變電站繼電保護(hù)裝置的有效運(yùn)行有賴于準(zhǔn)確的信息數(shù)據(jù)，但電力系統(tǒng)的構(gòu)成是十分復(fù)雜的，變電站的實(shí)際運(yùn)行信息也發(fā)生了很大的變化。由于相關(guān)信息無法準(zhǔn)確地獲取，可能無法及時(shí)有效地處理故障問題，影響故障分析的可視化。針對這一問題，電力企業(yè)有必要加強(qiáng)對變電站繼電保護(hù)設(shè)施信息采集技術(shù)的研究，并在其設(shè)備中引入各種先進(jìn)的技術(shù)和數(shù)據(jù)采集與匹配裝置。通過對設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)的記錄和分析，可以記錄設(shè)備的運(yùn)行信息，保證設(shè)備的可靠性。

5.4 提高對安全管理的認(rèn)識(shí)

根據(jù)系統(tǒng)技術(shù)的功能，員工可以對維護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理系統(tǒng)問題，保證接收設(shè)備在系統(tǒng)中的正常運(yùn)行。提高信息接收效率。大多數(shù)變電站的條件都很困難。外部因素對繼電器有很大的影響，容易導(dǎo)致繼電器故障。繼電器保護(hù)視覺錯(cuò)誤的存在對設(shè)備的安全和正常運(yùn)行起著重要的作用。必須改善工作人員安全管理的理解,更加注意維持和管理壓力板,傳播和接收信息、風(fēng)險(xiǎn)預(yù)防和控制設(shè)備,以確保變電站安全且正常運(yùn)作。

6 結(jié)語

智能變電站繼電保護(hù)故障可視化改造方案，可以有效地提升電力系統(tǒng)在實(shí)際生活中運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性。并且可以有效地提升變電站快速分析問題的能力，推動(dòng)電力管理部門解決問題能力的提升，從而進(jìn)一步阻止了繼電保護(hù)故障范圍的擴(kuò)大，從而使變電站的運(yùn)轉(zhuǎn)效率得到有效的提升。