智能變電站繼電保護運維防誤技術(shù)研究

畢 波

（國網(wǎng)四川射洪市供電有限責(zé)任公司）

0 引言

智能電網(wǎng)作為當(dāng)今電力系統(tǒng)領(lǐng)域的重要發(fā)展方向，在智能電網(wǎng)體系中，智能變電站作為電能傳輸和轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵節(jié)點，其安全穩(wěn)定的運行對整個電力系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性具有至關(guān)重要的意義。然而，隨著智能變電站技術(shù)的快速發(fā)展，其規(guī)模日益龐大，系統(tǒng)復(fù)雜度不斷提高，保護與運維工作也面臨著新的挑戰(zhàn)。智能變電站的繼電保護系統(tǒng)是保障電力系統(tǒng)安全運行的重要組成部分，一旦出現(xiàn)誤動作或失靈，可能會對電力系統(tǒng)造成嚴(yán)重的損失甚至導(dǎo)致事故發(fā)生。因此，研究智能變電站繼電保護運維防誤技術(shù)的研究具有重要的理論意義和實踐價值。

1 主動式綜合防誤技術(shù)

不同的電網(wǎng)系統(tǒng)和變電站可能存在不同的風(fēng)險和挑戰(zhàn)，因此單一的防誤方法并不能完全適用于所有情況。其中，主動式綜合防誤技術(shù)具有重要價值。主動式綜合防誤技術(shù)是一種主動預(yù)防誤動作的綜合保護方案，該方案結(jié)合了多種技術(shù)和策略，旨在降低繼電保護系統(tǒng)的誤動率，并增強系統(tǒng)的抗誤能力。

1.1 基于GOOSE／SV控制塊的綜合性防誤

GOOSE／SV是現(xiàn)代數(shù)字化繼電保護系統(tǒng)中的重要組成部分，它被廣泛用于綜合性防誤技術(shù)中，以提高繼電保護系統(tǒng)的可靠性和防誤性能?；贕OOSE／SV控制塊的綜合性防誤技術(shù)優(yōu)勢在于其高速、可靠的通信機制和靈活的配置方式，可以實現(xiàn)更加智能、準(zhǔn)確和高效的繼電保護［1］。此過程中技術(shù)人員在應(yīng)用該技術(shù)時需要充分理解其原理和操作方法，并進行合理的配置和調(diào)試，以確保其在實際運行中能夠發(fā)揮最佳的防誤效果。

1.2 主動式綜合防誤技術(shù)的實現(xiàn)和應(yīng)用

首先，技術(shù)人員在開展防護工作時，確實要結(jié)合一體化配置技術(shù)，對裝置進行合理性管理和操作約束。技術(shù)人員需要熟悉一體化配置技術(shù)的原理和操作方法，保證裝置配置的準(zhǔn)確性和合理性，從而提高管控工作的基本水平。

其次，繼電保護是確保電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要措施，技術(shù)人員需要仔細(xì)分析繼電保護的流程和管理要點，確保在實際操作中能夠準(zhǔn)確地處理斷路器和隔離開關(guān)的動作，以滿足基礎(chǔ)建設(shè)評估工作要求，保障具體的建設(shè)工作能夠順利完成。

再次，操作人員在進行防誤技術(shù)的檢查和處理時，要嚴(yán)格按照質(zhì)量要求進行操作，提高檢查的準(zhǔn)確性和全面性，有序推進防誤技術(shù)的處理工作，確保電力傳輸運行信息的完整性，并明確電力傳輸中二次設(shè)備的工況，以減輕失誤性因素對后續(xù)處理操作造成的影響［2］。

最后，SV接收板是繼電保護裝置中的關(guān)鍵組件，對于防誤技術(shù)的實施效果和處理效率起著重要作用。技術(shù)人員需要重視SV接收板轉(zhuǎn)換過程，確保其準(zhǔn)確可靠，使繼電保護系統(tǒng)在實際運行中更加可靠和高效。具體實施流程如圖所示。

圖 智能變電站繼電保護運維智能主動性防誤技術(shù)效果圖

2 變電站繼電保護運檢防誤技術(shù)設(shè)計

在這一章節(jié)設(shè)計一款針對當(dāng)前變電站運行特點的繼電保護運檢防護技術(shù)，可以從以下三個步驟進行分析。

2.1 計算變電站繼電保護運檢動態(tài)基線

智能變電站的特點在于其繼電保護系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量較大，這些數(shù)據(jù)包含了各種設(shè)備的運行狀態(tài)和故障信息。為了降低繼電保護設(shè)備運檢過程中的誤差，提高運檢的精度，可以采取運檢動態(tài)基線計算方式，結(jié)合基線規(guī)則本身的數(shù)據(jù)粒度，對計算結(jié)果進行精確控制［3］。通過從變電站繼電保護運檢防誤數(shù)據(jù)庫中取樣歷史數(shù)據(jù)，進行數(shù)據(jù)平滑處理。數(shù)據(jù)平滑處理是通過使用濾波器或其他技術(shù)，去除數(shù)據(jù)中的噪聲和不穩(wěn)定性，使數(shù)據(jù)變得更加平滑和穩(wěn)定。應(yīng)用基線算法模型進行計算，最后生成對應(yīng)的基線數(shù)據(jù)，并重新傳輸至數(shù)據(jù)庫中，可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)庫的更新，同時提高其參考性?；€算法模型是用于預(yù)測或估計數(shù)據(jù)的一種數(shù)學(xué)模型。通過對歷史數(shù)據(jù)進行基線算法模型的計算，可以得到對應(yīng)的基線數(shù)據(jù)，即對未來數(shù)據(jù)的預(yù)期趨勢或參考值。這個過程有助于更好地適應(yīng)設(shè)備的實際運行狀態(tài)變化，從而提高運檢的準(zhǔn)確性和可靠性。

2.2 變電站繼電保護運檢防誤數(shù)據(jù)管理

經(jīng)過上述公式的計算，可以獲取對應(yīng)的動態(tài)基線，這個動態(tài)基線可以作為參考值，用于對比和分析變電站繼電保護運檢防誤數(shù)據(jù)。接下來，我們需要采集和分析繼電保護運檢防誤數(shù)據(jù)，以進一步了解設(shè)備的運行狀態(tài)和故障情況。在經(jīng)過上述公式的計算后能夠獲取對應(yīng)的動態(tài)基線，然后采集與分析變電站繼電保護運檢防誤數(shù)據(jù)。因為IP地址在網(wǎng)絡(luò)中是唯一的，通過將其與特定的繼電保護設(shè)備關(guān)聯(lián)，可以方便地標(biāo)識和管理這些設(shè)備的數(shù)據(jù)。借助GIMIS專用網(wǎng)絡(luò)和管理信息系統(tǒng)的功能，可以對變電站繼電保護運檢防誤數(shù)據(jù)實現(xiàn)圖像化可視化展示、動態(tài)管理與監(jiān)控以及遠程防誤操作［4］。

2.3 變電站繼電保護運檢防誤可視化

綜合考慮上述運檢防誤步驟，可得出實現(xiàn)變電站繼電保護運檢防誤可視化流程為：

首先，需要收集變電站繼電保護運檢所涉及的各項資源的狀態(tài)參數(shù)。這些參數(shù)可能包括電流、電壓、頻率、相位等設(shè)備運行數(shù)據(jù)，以及其他環(huán)境和操作數(shù)據(jù)。其次，對于收集到的資源狀態(tài)參數(shù)，需要設(shè)定其節(jié)域（通常是原始數(shù)據(jù)范圍）和經(jīng)典域（設(shè)定的合理范圍）。這有助于后續(xù)的數(shù)據(jù)處理和分析［5］；再次，通過運用變電站繼電保護運檢數(shù)據(jù)管理本身的參量權(quán)重，對收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進行歸一化處理。歸一化可以將數(shù)據(jù)映射到相同的尺度范圍，避免數(shù)據(jù)之間的差異對分析結(jié)果的影響；最后，通過Min-Max動態(tài)基線實施線性縮放。Min-Max動態(tài)基線是一種歸一化方法，它通過線性縮放將數(shù)據(jù)映射到指定的范圍（通常是0～1）。這樣做可以保留數(shù)據(jù)的相對關(guān)系，同時限制數(shù)據(jù)在指定范圍內(nèi)，便于后續(xù)實現(xiàn)可視化和對數(shù)據(jù)進行分析。上述過程可用以下公式來表示：

式中，X表示經(jīng)過歸一化處理后的數(shù)據(jù)；P表示原始數(shù)據(jù)；Max表示數(shù)據(jù)的最大值；Min表示數(shù)據(jù)的最小值。

具體的歸一化縮放過程如下：

找到數(shù)據(jù)的最大值（Max）和最小值（Min），將原始數(shù)據(jù)P減去最小值（Min）得到差值。將差值除以最大值（Max）和最小值（Min）之差，即（Max－Min），得到歸一化后的數(shù)據(jù)X。

通過該公式，所有的數(shù)據(jù)將被映射到0和1之間，其中最小值將被映射到0，最大值將被映射到1。這樣處理后，數(shù)據(jù)的尺度范圍統(tǒng)一，有助于后續(xù)的可視化和分析。同時，保持了數(shù)據(jù)的相對關(guān)系，即大的值仍然比小的值對應(yīng)較大的歸一化值。然后，將121維變電站繼電保護運檢防誤對應(yīng)的特征數(shù)據(jù)以11×11圖像集的方式展現(xiàn)，可以將復(fù)雜的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖像形式，使得數(shù)據(jù)更加直觀和易于理解。而后對運檢防誤圖像數(shù)據(jù)進行壓縮，可以提升數(shù)據(jù)處理的速度和存儲效率，從而提高繼電保護運檢防誤質(zhì)量與效率。

3 變電站繼電保護運檢防誤技術(shù)應(yīng)用措施

可以從多方面論述變電站繼電保護運檢防誤技術(shù)，受制于篇幅，無法完全列舉。本文主要從以下三個方面進行分析。

3.1 裝置硬壓板防誤控制

裝置硬壓板防誤控制通過在繼電保護裝置中設(shè)置硬壓板（也稱為硬限制板）來限制特定條件下的操作，以防止誤操作和減少潛在的人為失誤。

在一些關(guān)鍵操作上設(shè)置硬壓板，例如對重要開關(guān)的操作，需要進行雙重確認(rèn)，確保操作的準(zhǔn)確性。這可以避免單一操作引起的誤操作。在特定情況下限制操作的執(zhí)行。例如：某些關(guān)鍵設(shè)備在運行狀態(tài)下可能無法進行重要操作，硬壓板可以防止操作員在不合適的時候執(zhí)行操作。對于一些復(fù)雜的操作或緊急操作，可以限制只有在特定條件下才能執(zhí)行，確保操作的安全性和正確性。在某些情況下，繼電保護裝置的參數(shù)設(shè)定可能會影響其防誤性能，硬壓板可以限制對關(guān)鍵參數(shù)的隨意修改，保持設(shè)定的穩(wěn)定性和合理性。

裝置硬壓板防誤控制是繼電保護裝置中一種非常有效的防誤技術(shù)，但在實施時，也需要綜合考慮設(shè)備的特點和實際運行情況，避免過度限制操作，影響正常運維工作。

3.2 裝置檢修隔離防誤技術(shù)

分析保護裝置與整體系統(tǒng)的關(guān)系，并采用光纖組網(wǎng)和虛端子連接的方式，是一種有效的防誤技術(shù)，有助于在繼電保護裝置檢修期間減少誤操作問題，提高運維的安全性和效率。通過光纖組網(wǎng)與虛端子連接，可以將保護裝置與主要系統(tǒng)隔離，避免在檢修過程中誤操作影響整體系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。虛端子可以通過光纖傳輸實現(xiàn)信息的高速傳輸。它能夠彌補傳統(tǒng)物理端子連接方式的一些缺陷，如傳輸速度慢、容易受到干擾等問題。通過虛端子的連接，可以實現(xiàn)二次回路的虛擬化，將信息傳輸和處理過程進行虛擬化和優(yōu)化。這有助于提高數(shù)據(jù)的處理效率和準(zhǔn)確性。采用光纖組網(wǎng)與虛端子連接，可以優(yōu)化信息傳輸?shù)乃俣群头€(wěn)定性。

虛擬化二次回路可以通過相應(yīng)的措施來支撐軟壓板的相關(guān)操作，進一步提高保護功能和接發(fā)功能。增加壓板數(shù)量也是一種有效的手段，可以加強對軟壓板的控制，減少在檢修隔離過程中的不確定性因素，避免出現(xiàn)投退順序錯誤的問題。

3.3 裝置就地操作防誤技術(shù)

裝置就地操作防誤技術(shù)是一種非常有效的防誤措施，特別適用于運檢人員的每日巡檢工作。通過在現(xiàn)場操作裝置時避免錯誤控制指令的發(fā)出，可以大大降低誤操作的風(fēng)險，保障變電站的安全運行。這一技術(shù)應(yīng)用主要包含以下三個方面：第一，裝置控制在裝置就地操作防誤技術(shù)中是核心內(nèi)容之一。它涉及對裝置的綜合分析和控制驗證，以確保裝置在實際運行中具有良好的應(yīng)用性能，并適用于相應(yīng)的應(yīng)用范圍。這意味著在采用就地操作時，需要對裝置進行全面的評估，包括性能測試、容錯能力、響應(yīng)速度等方面，確保裝置在各種情況下都能可靠地運行。第二，在實際操作時，需要結(jié)合設(shè)備當(dāng)前的運行狀態(tài)來進行相應(yīng)的控制和調(diào)節(jié)。防誤技術(shù)需要根據(jù)各項設(shè)備的特點和應(yīng)用場景進行必要的調(diào)節(jié)，使其能夠與其他設(shè)備協(xié)作運行。這要求運檢人員具備豐富的經(jīng)驗和技能，能夠靈活應(yīng)對各種情況，確保裝置操作的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。第三，裝置就地操作防誤技術(shù)要求相關(guān)管理人員在裝置自動化的指導(dǎo)下進行就地運行。這意味著在執(zhí)行操作前，需要先進行再次的分析與探究，確保操作的合理性和安全性。同時，要嚴(yán)格遵循裝置的自動化指導(dǎo)，避免人為干預(yù)導(dǎo)致的誤操作。

4 結(jié)束語

確保電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定供電是電力系統(tǒng)管理的首要任務(wù)之一，而繼電保護運檢防誤技術(shù)作為一項重要的措施，可以有效降低誤操作和失誤帶來的風(fēng)險，提高電力系統(tǒng)的可靠性和安全性。相關(guān)管理層應(yīng)該給予繼電保護運檢防誤技術(shù)充足的重視，并積極推動其在變電站運檢中的廣泛應(yīng)用，以確保電網(wǎng)的持續(xù)運行和供電質(zhì)量。