不確定因素干擾下電網(wǎng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢方法探討

摘要：電網(wǎng)運(yùn)行的安全性直接關(guān)乎到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與民生問題。在電網(wǎng)系統(tǒng)中，繼電保護(hù)作為重要的安全防護(hù)措施，保證繼電保護(hù)動(dòng)作的正確性對(duì)提高電網(wǎng)運(yùn)行水平有著重要意義。但在實(shí)際運(yùn)行中，受到多種不確定因素影響，包括設(shè)備老化、環(huán)境變化等，都可能造成繼電保護(hù)出現(xiàn)拒動(dòng)、誤動(dòng)等情況，威脅著電網(wǎng)運(yùn)行安全。為了提高繼電保護(hù)動(dòng)作的可靠性、降低不確定因素影響作用。下面分析了電網(wǎng)繼電保護(hù)的不確定因素，分析當(dāng)前繼電保護(hù)現(xiàn)狀與問題，進(jìn)而探究電網(wǎng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢方法，旨在全面提升電網(wǎng)繼電保護(hù)的抗干擾性、運(yùn)行可靠性。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng)不確定因素繼電保護(hù)在線運(yùn)檢

中圖分類號(hào)：TM73

ExplorationofOnlineOperationandInspectionMethodsforPowerGridRelayProtectionUnderUncertainFactorsInterference

CHENXingyan

ChengxiPowerSupplyBranchofStateGridTianjinElectricPowerCompany，Tianjin，300100China

Abstract：Thesafetyofpowergridoperationisdirectlyrelatedtosocialandeconomicdevelopmentaswellaspeople'slivelihood.Inthepowergridsystem，relayprotectionisanimportantsafetyprotectionmeasure，ensuringthecorrectnessofrelayprotectionactionsisofgreatsignificancetoimprovetheoperationlevelofthepowergrid.However，inactualoperation，variousuncertainfactors，includingequipmentaging，environmentalchanges，etc.，maycauserejectionandmisoperationofrelayprotection，posingathreattothesafetyofpowergridoperation.Inordertoimprovethereliabilityofrelayprotectionactionsandreducetheimpactofuncertainfactors，thisarticleanalyzestheuncertainfactorsofpowergridrelayprotection，analyzesthecurrentsituationandproblemsofrelayprotection，andfurtherexplorestheonlineoperationandinspectionmethodsofpowergridrelayprotection，aimingtocomprehensivelyimprovetheanti-interferenceandoperationalreliabilityofpowergridrelayprotection.

KeyWords：Powergrid;Uncertainfactors;Relayprotection;Onlineoperationinspection

電網(wǎng)繼電保護(hù)的主要任務(wù)是確保電力系統(tǒng)運(yùn)行安全、穩(wěn)定、可靠，是非常重要的安全防護(hù)設(shè)施。在現(xiàn)代化電力系統(tǒng)中，電網(wǎng)的建設(shè)規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得更加復(fù)雜，這也對(duì)繼電保護(hù)運(yùn)行的精準(zhǔn)性、可靠性提出了更高要求。傳統(tǒng)的檢測(cè)方法多數(shù)為定點(diǎn)測(cè)試，無法保障信息采集的及時(shí)性和實(shí)時(shí)性。而在線運(yùn)檢方法利用了先進(jìn)的信息技術(shù)、通信技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)時(shí)掌握繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)存的安全隱患。另外，電網(wǎng)繼電保護(hù)運(yùn)行中存在諸多不確定因素，會(huì)對(duì)繼電保護(hù)正常運(yùn)行造成干擾，影響電力系統(tǒng)運(yùn)行安全。由此可見，進(jìn)一步研究在不確定因素干擾下電網(wǎng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢方法有著重要意義。

1不確定因素對(duì)電網(wǎng)繼電保護(hù)的影響

1.1環(huán)境因素

對(duì)繼電保護(hù)干擾的重要因素之一就是環(huán)境因素，特別是在雷電、暴雨、冰雪等惡劣天氣下，會(huì)直接對(duì)繼電保護(hù)裝置造成損害。如雷電會(huì)造成繼電保護(hù)過電壓，導(dǎo)致設(shè)備絕緣受損；暴雨會(huì)侵入到設(shè)備內(nèi)部，導(dǎo)致進(jìn)水、受潮；暴風(fēng)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備晃動(dòng)、振動(dòng)、位移，甚至?xí)艿綋p壞。除了惡劣天氣影響外，濕度、溫度等因素也會(huì)直接對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備性能、壽命造成負(fù)面影響[1]。例如：繼電保護(hù)運(yùn)行溫度過高，會(huì)加速內(nèi)部零件老化，甚至?xí)霈F(xiàn)誤動(dòng)情況；高濕度環(huán)境會(huì)加速設(shè)備腐蝕、生銹，降低其可靠性。

1.2設(shè)備因素

繼電保護(hù)及其相關(guān)附件在運(yùn)行中本身就帶有一定的不確定性。在繼電保護(hù)設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行期間，會(huì)出現(xiàn)磨損、老化、疲勞等問題，且這些問題都帶有一定隱蔽性。繼電保護(hù)電子元件在長(zhǎng)期運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)性能降低、失效等問題；機(jī)械部件可能會(huì)磨損、松動(dòng)。這些問題都會(huì)增加繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)、拒動(dòng)的概率，降低了電力系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。此外，繼電保護(hù)裝置在制造、安裝中可能就存在缺陷，在后續(xù)投入應(yīng)用中潛藏問題逐漸暴露，影響繼電保護(hù)性能。例如：繼電保護(hù)裝置制造期間存在工藝缺陷，從而降低繼電保護(hù)設(shè)備性能的穩(wěn)定性；設(shè)備安裝中操作不規(guī)范，導(dǎo)致設(shè)備接線錯(cuò)誤，導(dǎo)致后續(xù)無法正常工作。

1.3人為因素

人是繼電保護(hù)裝置的管理主體，在電網(wǎng)繼電保護(hù)中起到了關(guān)鍵作用。常見的人為因素為人員誤操作，例如：在設(shè)備操作中沒有嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，從而造成誤合閘、誤跳閘等問題，影響繼電保護(hù)正常運(yùn)行。另外，工作人員在維護(hù)、檢修工作當(dāng)中疏忽大意，從而造成安全風(fēng)險(xiǎn)問題，如沒有第一時(shí)間發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的安全隱患，在檢修之后沒有及時(shí)恢復(fù)設(shè)備狀態(tài)，這些情況都可能造成繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)故障問題。此外，管理人員決策失誤，如設(shè)備老化嚴(yán)重沒有及時(shí)換新、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)評(píng)估不精準(zhǔn)等，這些也會(huì)對(duì)繼電保護(hù)可靠性帶來負(fù)面影響。同時(shí)，在電網(wǎng)運(yùn)行期間還可能出現(xiàn)人為破壞行為，如故意損壞、盜竊等，不僅會(huì)影響繼電保護(hù)本身，甚至還會(huì)造成安全事故，嚴(yán)重威脅繼電保護(hù)運(yùn)行的安全性。

2電網(wǎng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢的現(xiàn)狀、問題與挑戰(zhàn)

2.1電網(wǎng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢的現(xiàn)狀

近些年，隨著計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù)的發(fā)展，繼電保護(hù)在線運(yùn)檢也在不斷發(fā)展和升級(jí)，先進(jìn)的監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時(shí)采集繼電保護(hù)運(yùn)行參數(shù)信息，包括電壓、電流、溫濕度等，通過對(duì)這些數(shù)據(jù)信息進(jìn)行分析和監(jiān)測(cè)，可判斷繼電保護(hù)設(shè)備可能存在的潛在風(fēng)險(xiǎn)，如一旦檢測(cè)到電壓、電流等參數(shù)出現(xiàn)異常，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)發(fā)出警報(bào)并給出故障部位、原因、檢修建議等信息。

智能化故障診斷技術(shù)的出現(xiàn)，為在線運(yùn)檢故障診斷提供了技術(shù)支撐，該技術(shù)融合了大數(shù)據(jù)分析、機(jī)器學(xué)習(xí)算法等，通過對(duì)數(shù)據(jù)信息充分挖掘，搭建故障診斷模型。一旦出現(xiàn)故障情況可借助診斷模型對(duì)比、識(shí)別、分析，提高了故障診斷效率和精度。智能化診斷技術(shù)的應(yīng)用提高了診斷精度，縮短了故障處理時(shí)間[2]。

遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)在當(dāng)前電網(wǎng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢中發(fā)揮著重要作用，該系統(tǒng)通過有線、無線通信網(wǎng)絡(luò)的融合，應(yīng)用智能傳感器、監(jiān)控器等設(shè)備，共同搭建遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)，可在平臺(tái)上實(shí)時(shí)查看繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，可對(duì)不同地區(qū)設(shè)備展開集中監(jiān)控、管理，不僅能夠提升工作效率，還降低了人財(cái)物的投入量。

2.2電網(wǎng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢的問題

在過去，電網(wǎng)保護(hù)運(yùn)檢方法主要是通過定期巡檢、預(yù)防性試驗(yàn)等方法，這些老舊方法雖然可以在一定程度上保障繼電保護(hù)設(shè)備基本運(yùn)行狀態(tài)，但存在明顯的技術(shù)短板，如定期巡檢的間隔時(shí)間較長(zhǎng)，無法及時(shí)發(fā)現(xiàn)突發(fā)情況；預(yù)防性試驗(yàn)雖然可以檢測(cè)到一些隱藏風(fēng)險(xiǎn)隱患，但難以確定間歇性的故障情況[3]。

2.3電網(wǎng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢的挑戰(zhàn)

繼電保護(hù)在線運(yùn)檢在實(shí)際應(yīng)用中還存在一定挑戰(zhàn)，雖然已經(jīng)開始應(yīng)用先進(jìn)的智能化技術(shù)，但依然處于初期階段，數(shù)據(jù)可靠性、精準(zhǔn)性有待進(jìn)一步提升。不同監(jiān)測(cè)系統(tǒng)間兼容度、集成度有待進(jìn)一步加強(qiáng)，對(duì)應(yīng)對(duì)復(fù)雜多變的環(huán)境應(yīng)對(duì)能力不夠理想，這些都是需要繼電保護(hù)在線運(yùn)檢研究中重點(diǎn)考慮的問題。

3不確定因素干擾下繼電保護(hù)在線運(yùn)檢方法

3.1智能傳感器

繼電保護(hù)在線運(yùn)檢的核心就是獲取精準(zhǔn)數(shù)據(jù)信息，而智能傳感器作為一種新型設(shè)備，將其應(yīng)用到在線運(yùn)檢系統(tǒng)中可提升數(shù)據(jù)采集效率與可靠性。在電網(wǎng)重點(diǎn)區(qū)域布設(shè)高靈敏度、高精度的智能傳感器（智能終端），可實(shí)時(shí)獲取更精準(zhǔn)、全面的數(shù)據(jù)信息。目前，新型智能傳感器的測(cè)量精度誤差可降低到0.1%以內(nèi)，相比傳統(tǒng)傳感器測(cè)量精度有著極大提升。智能傳感器可以對(duì)周圍環(huán)境的溫度、濕度、風(fēng)速等參數(shù)實(shí)時(shí)監(jiān)控，為分析不確定因素給繼電保護(hù)帶來的影響提供有力支持。目前很多地區(qū)都已經(jīng)開始投入智能傳感器，運(yùn)行中對(duì)設(shè)備異常運(yùn)行狀態(tài)的發(fā)現(xiàn)率有著顯著提升[4]。

3.2大數(shù)據(jù)分析

利用大數(shù)據(jù)分析繼電保護(hù)設(shè)備故障，同時(shí)實(shí)現(xiàn)預(yù)測(cè)和預(yù)警功能，提高在線運(yùn)檢系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。通過將電網(wǎng)運(yùn)行數(shù)據(jù)、設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)、環(huán)境數(shù)據(jù)信息等多源數(shù)據(jù)進(jìn)行整合，采用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對(duì)海量數(shù)據(jù)深度挖掘，找出數(shù)據(jù)變化規(guī)律與發(fā)展趨勢(shì)。例如：通過分析歷史數(shù)據(jù)信息發(fā)現(xiàn)某些設(shè)備在特定環(huán)境下更容易出現(xiàn)故障等，從而采取針對(duì)性預(yù)防措施。通過應(yīng)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，預(yù)測(cè)即將發(fā)生的繼電保護(hù)裝置故障問題，避免故障造成大面積停電事故，幫助電力企業(yè)挽回經(jīng)濟(jì)損失。

3.3人工智能輔助

人工智能作為典型的智能化技術(shù)，在線運(yùn)檢系統(tǒng)在多年發(fā)展中，不斷探索人工智能決策輔助系統(tǒng)，利用深度學(xué)習(xí)算法等技術(shù)對(duì)繼電保護(hù)運(yùn)檢數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練、學(xué)習(xí)，搭建智能決策模型。一旦繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)了問題，模型可根據(jù)邏輯特性快速提供最佳的運(yùn)檢方案或給予管理人員決策建議。特別是在面對(duì)復(fù)雜的故障情況，借助人工智能技術(shù)可快速分析出繼電保護(hù)最可能產(chǎn)生的故障，以及故障原因、處理建議，極大地提升了繼電保護(hù)運(yùn)維決策的精度和效率，相比傳統(tǒng)運(yùn)維決策時(shí)間可縮短50%以上[5]。

3.4自適應(yīng)運(yùn)檢策略

由于不確定因素干擾具有隨機(jī)性、不確定性，在此背景下自適應(yīng)運(yùn)檢策略應(yīng)運(yùn)而生，可有效應(yīng)對(duì)不確定因素。在線運(yùn)檢系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，并進(jìn)行深度分析，根據(jù)實(shí)際情況下達(dá)操作指令，動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)運(yùn)檢頻率、方法。如可能到來惡劣天氣，則要提高巡檢頻率；設(shè)備出現(xiàn)輕微異響情況，應(yīng)提升監(jiān)測(cè)頻率，并盡快落實(shí)檢修工作。采用自適應(yīng)策略方案，可有效適應(yīng)繼電保護(hù)裝置不同運(yùn)行情況，將不確定因素影響降到最低。在自適應(yīng)運(yùn)檢策略中，通過合理對(duì)運(yùn)檢資源進(jìn)行分配，在保障繼電保護(hù)設(shè)備安全運(yùn)行的同時(shí)，降低運(yùn)檢成本。

3.5深度智能化

目前繼電保護(hù)在線運(yùn)檢智能化還處于初期發(fā)展階段，未來還需要進(jìn)一步加強(qiáng)繼電保護(hù)在線運(yùn)檢的智能化水平，可實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)自動(dòng)評(píng)估、故障自動(dòng)診斷、故障自動(dòng)隔離等功能，系統(tǒng)自主生成運(yùn)檢任務(wù)，并自動(dòng)分配。另外，搭建在線運(yùn)檢管理平臺(tái)，用于各項(xiàng)繼電保護(hù)數(shù)據(jù)的安全、精準(zhǔn)應(yīng)用，通過進(jìn)一步深度加強(qiáng)智能化技術(shù)的融合，可更有效的應(yīng)對(duì)各類不確定因素干擾，提升繼電保護(hù)在線運(yùn)檢質(zhì)量、效果。

在線運(yùn)檢管理平臺(tái)將繼電保護(hù)設(shè)備、運(yùn)檢中心連接，可實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)遠(yuǎn)程監(jiān)控、管理，平臺(tái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)并記錄繼電保護(hù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)參數(shù)，運(yùn)檢人員可實(shí)時(shí)查看信息，如可掌握某繼電保護(hù)在過去6h內(nèi)電流波動(dòng)狀況等。并且平臺(tái)還可以結(jié)合繼電保護(hù)運(yùn)行狀況進(jìn)行遠(yuǎn)程電源管理，如設(shè)備長(zhǎng)期閑置系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉設(shè)備電源，達(dá)到節(jié)能減排的目標(biāo)。在線運(yùn)檢管理平臺(tái)有效提升了運(yùn)檢人員工作效率、減少繼電保護(hù)設(shè)備巡檢次數(shù)[6]。

此外，還可以采用智能錄波器，可實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)遠(yuǎn)方不停電傳動(dòng)檢驗(yàn)，可自動(dòng)收集并分析傳動(dòng)前狀態(tài)預(yù)校、控制命令轉(zhuǎn)發(fā)、傳動(dòng)過程試驗(yàn)數(shù)據(jù)，自動(dòng)診斷生成傳動(dòng)檢驗(yàn)報(bào)告且上傳至終端。借助智能錄波器，可讓運(yùn)檢人員精準(zhǔn)掌握傳動(dòng)檢驗(yàn)整個(gè)過程以及結(jié)果，讓檢驗(yàn)可靠性得到明顯提升，縮短檢驗(yàn)時(shí)間，為保障電網(wǎng)安全運(yùn)行奠定了基礎(chǔ)。

4結(jié)語

綜上所述，在不確定因素干擾下，電網(wǎng)繼電保護(hù)的在線運(yùn)檢面臨著諸多挑戰(zhàn)。通過對(duì)不確定因素的來源及影響進(jìn)行深入分析，結(jié)合現(xiàn)有在線運(yùn)檢方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了一系列改進(jìn)策略和建議。多源數(shù)據(jù)融合、智能診斷技術(shù)、動(dòng)態(tài)定值調(diào)整等方法的應(yīng)用，將有助于提高電網(wǎng)繼電保護(hù)的適應(yīng)性和可靠性。在實(shí)際應(yīng)用中，需要根據(jù)電網(wǎng)的具體情況，綜合運(yùn)用這些方法和策略，不斷優(yōu)化和完善繼電保護(hù)的在線運(yùn)檢工作，為電網(wǎng)的可靠運(yùn)行提供堅(jiān)實(shí)的保障。未來，隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，相信會(huì)有更多先進(jìn)的技術(shù)和方法應(yīng)用于電網(wǎng)繼電保護(hù)的在線運(yùn)檢領(lǐng)域，推動(dòng)電網(wǎng)安全水平的進(jìn)一步提升。

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