繼電保護可視化邏輯模型的建模研究

石波 孫若峰

摘要：傳統(tǒng)繼電保護可視化邏輯模型的預(yù)警時間較長，導(dǎo)致繼電保護效果較差。因此針對繼電保護可視化邏輯模型的建模展開研究。提取電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)特征，保證后續(xù)研究的邏輯性;分析繼電保護的可視化故障，提出相應(yīng)的解決方案;構(gòu)建繼電保護的可視化邏輯模型，縮短繼電保護的預(yù)警時間。采用仿真實驗的方式，驗證新模型的預(yù)警時間更短，繼電保護效果更佳，極具推廣價值。

關(guān)鍵詞：繼電保護;可視化;邏輯模型;建模研究;

中圖分類號：TM77 文獻標識碼：A

0引言

現(xiàn)如今，我國正處于信息化時代，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、智能化技術(shù)成為繼電保護優(yōu)化的源泉。繼電保護裝置具有特殊性，通過直接操作的培訓(xùn)方式，不能培養(yǎng)出員工對各類繼電保護故障的判斷能力[1]。傳統(tǒng)繼電保護培訓(xùn)方式普遍采用二維的方式，通過了解和學(xué)習(xí)電氣設(shè)備的結(jié)構(gòu)形式、工作原理，進行物理性質(zhì)的研究培訓(xùn)。此種方式會受到樣機的數(shù)量、設(shè)備型號、訓(xùn)練場地、環(huán)境等因素的限制，不能準確地掌握繼電保護的內(nèi)部邏輯、保護定值、保護事件、保護裝置輸入輸出端子、保護液晶屏顯示、面板燈的原理與機制[2]?；诖?，本文構(gòu)建繼電保護可視化邏輯模型，旨在為電力設(shè)備提供有效地保護，為電力行業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造條件。

1繼電保護可視化邏輯模型的建模設(shè)計

1.1提取電網(wǎng)結(jié)構(gòu)特征

電網(wǎng)繼電保護是一個復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，包含各種電力設(shè)備的型號，需要按照不同的保護原理，進行不同功能單獨建模。將電網(wǎng)中各個設(shè)備需要保護的若干個參數(shù)，做成外部與內(nèi)部可視化的形式，根據(jù)實際情況細分為電網(wǎng)輸入、輸出、系數(shù)等三種類型，輸入、輸出是與電網(wǎng)的外部發(fā)生關(guān)聯(lián)，可以進行信息交換;系數(shù)是設(shè)備本身存在的功能模塊[3]。其中，設(shè)備內(nèi)部需要一個功能對應(yīng)一個模塊，一個模塊具有若干個輸入、輸出、系數(shù)[4]。因此，繼電保護的可視化邏輯是一個相對較復(fù)雜的流程。本文通過簡化復(fù)雜流程，將實際設(shè)備保護分為多個模塊，可以最大限度地提高模型的重復(fù)使用率。

1.2構(gòu)建繼電保護可視化邏輯模型

本文構(gòu)建的模型可以用于技術(shù)人員對保護原理的學(xué)習(xí)，通過直觀地進行動作流程分析以及功能模塊動作分析，可以有效地避免因技術(shù)人員技能不足或?qū)ΡＷo設(shè)備不了解造成的誤操作[5]。因此，本文以可視化為標準，構(gòu)建出幾點保護可視化邏輯模型，模型表達式如下所示：

式（1-2）中，relay（M1，M2）為模型標準坐標;Abscissa（m1，m2）為繼電保護設(shè)備的模型坐標;m1、m2分別為設(shè)備的橫坐標與縱坐標;relay（Mn1，Mn2，Mn3）為可視化模型的標準坐標;Abscissa（mn1，mn2，mn3）為繼電保護設(shè)備的可視化模型坐標;mn1、mn2、mn3為可視化模型中的橫坐標與縱坐標。本文將二維模型轉(zhuǎn)化為三維的可視化模型，通過三維模型的方式，將線路保護、母線保護、變壓器保護、電流保護、相間距離保護、接地距離保護等保護方式進行優(yōu)化，通過可視化的方式，全方位地分析電網(wǎng)設(shè)備的保護形式[6]。最大限度地完善繼電保護的流程，從而縮短繼電保護的預(yù)警時間。

2實驗分析

為了驗證本文設(shè)計的模型是否具有實效性，本文搭建仿真平臺，對上述模型進行實驗分析，并將傳統(tǒng)繼電保護可視化邏輯模型與本文設(shè)計的繼電保護可視化邏輯模型進行對比，具體實驗過程及結(jié)果如下所示。

2.1實驗過程

本文將繼電保護狀態(tài)進行分類，當繼電保護正常運行時，可視化邏輯模型的信息提示呈綠色;當繼電保護異常運行時，可視化邏輯模型的信息提示呈黃色;當繼電保護校核正確時，可視化邏輯模型的信息提示呈藍色;當繼電保護校核失誤時，可視化邏輯模型的信息提示呈紅色。當提示燈為黃色與紅色時，需要及時對其進行維護，保證繼電保護實時運行。

2.2實驗結(jié)果

在上述實驗環(huán)境下，將傳統(tǒng)繼電保護可視化邏輯模型與本文設(shè)計的繼電保護可視化邏輯模型進行對比，實驗結(jié)果如下表1所示。

如表1所示，在相同的實驗條件下，傳統(tǒng)繼電保護可視化邏輯模型的預(yù)警時間較長，均在1s以上。其中，線路保護的預(yù)警時間最短，為1.452s;接地距離保護的預(yù)警時間最長，為1.936s，預(yù)警時間較長會影響繼電保護效果，造成較大的危害;而本文設(shè)計的繼電保護可視化邏輯模型的預(yù)警時間較短，均在0.2s以內(nèi)。其中，線路保護的預(yù)警時間最短，為0.145s;接地距離保護的預(yù)警時間最長，為0.193s，繼電保護效果較好，不容易造成較大的危害，符合本文研究目的。

結(jié)束語

近年來，電力成為人們生活必需品，為人們的生活提供了明亮的條件。繼電保護是電力系統(tǒng)的重要組成部分，通過繼電保護，可以保證電網(wǎng)的穩(wěn)定運行，因此，繼電保護可視化研究至關(guān)重要。基于此，本文構(gòu)建出繼電保護可視化邏輯模型，旨在縮短繼電保護的可視化預(yù)警時間，為電力事業(yè)的發(fā)展提供建議。

參考文獻

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