智能變電站繼電保護故障可視化研究

李超

摘要：在我國新一代智能變電站中，確保變電站正常、穩(wěn)定運行的主要系統(tǒng)就是繼電保護系統(tǒng)。但是在變電站繼電保護裝置中經(jīng)常會出現(xiàn)一些難以預料的運行故障，從而對繼電保護系統(tǒng)造成了嚴重影響。對此，針對這一現(xiàn)狀，本文主要對新一代智能變電站繼電保護故障可視化技術方案展開研究。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;故障;可視化研究

1? 導言

繼電保護裝置在系統(tǒng)發(fā)生故障時可以迅速切斷故障設備，為系統(tǒng)安全運行提供保障，但是操作不正確也會對系統(tǒng)帶來危害。新一代智能變電站基于一體化信息平臺方式，在故障情況下以簡潔明了的可視化界面將故障信息清晰的展現(xiàn)出來，防止?jié)撛趩栴}的存在?；诖?，本文主要針對新一代智能變電站繼電保護故障可視化方案進行分析，希望可以為同行的研究提供一些幫助。

2 智能變電站故障可視化概述

智能變電站向全面支撐調控一體化轉變，其中在此基礎上的智能告警和故障信息分析決策功能是其高級應用的最重要技術之一。主要表現(xiàn)為：挖掘事故中事件順序記錄、信號、保護裝置以及故障錄波等數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行綜合分析，以直觀的可視化界面綜合展示分析結果。

數(shù)據(jù)11是繼電保護裝置中間節(jié)點以及動態(tài)邏輯，其中監(jiān)控主機、調度中心和動態(tài)記錄裝置為數(shù)據(jù)接收方。數(shù)據(jù)12是用于分析展示的故障錄波信息，其中調度中心和綜合應用服務器是數(shù)據(jù)接收方。工作原理為：通過保護故障記錄信息流對繼電保護故障進行可視化分析，綜合分析應用服務器采集裝置中間節(jié)點數(shù)據(jù)，再結合保護裝置邏輯圖、內部監(jiān)控點數(shù)據(jù)，可視化展示分析結果。

3 智能變電站繼電保護現(xiàn)狀及常見故障

3.1 智能變電站繼電保護現(xiàn)狀

按照智能變電站各層功能的不同，大致可將智能變電站分為過程層、站控層以及間隔層。在智能變電站結構中，過程層由智能組件和一次設備構成，主要完成電力的輸送以及分配，也能夠保護變電站的安全以及對變電站運行狀態(tài)進行監(jiān)控;間隔層一般由測控設備、繼電保護設備及故障錄波設備三部分構成，維護通信、輸入和輸出以及進行遠程控制;站控層由通信設備、控制系統(tǒng)、對時系統(tǒng)等一系列組件構成，承擔著對整個變電站進行測量和監(jiān)控的任務。智能變電站繼電保護裝置的基本特點就是實現(xiàn)智能控制，能夠對輸配電線路中的薄弱環(huán)節(jié)進行自動識別和安全預警。繼電保護裝置能夠在變電站正常運行的情況下，進行設備運行信息的采集，準確判斷故障位置并進行及時處理，從而保障了電力轉變工作效率。

3.2 繼電保護常見故障

變電站運行的過程中，靜電問題時常發(fā)生，容易造成繼電保護裝置的絕緣產(chǎn)生故障，同時，受到周圍通訊設備的影響，繼電保護的正常工作也容易發(fā)生干擾故障，使得繼電保護裝置出現(xiàn)誤動作等問題。由于設備自身的缺陷，繼電保護同樣會產(chǎn)生故障問題，常見故障類型包括以下幾點：第一，在變電站運行過程中直流電源突然消失、裝置運行不正常、定期通道試驗參數(shù)不準確等，這些問題容易造成高頻保護現(xiàn)象;第二，當電壓互感器退出運行或勵磁電流出現(xiàn)不穩(wěn)定情況時，變電站運行系統(tǒng)會出現(xiàn)距離保護;第三，如果母差直流電壓消失或者電流不為零，就會造成母差保護的不正常動作。

4 智能變電站繼電保護故障的可視化

4.1故障信息

智能變電站繼電保護在實際運行中發(fā)生故障，智能系統(tǒng)可以及時分析故障情況，并判斷故障的危害程度，在文件中將故障信息詳細記錄下來。文件是由系統(tǒng)自動生成的，它在儲存格式上差異性很大，文件格式不同代表的涵義也會存在差別，故障信息存儲完成以后，系統(tǒng)會自動將其傳輸給相應服務器。繼電保護裝置在作業(yè)過程中，可以詳細記錄系統(tǒng)中發(fā)生的故障情況，具體來說記錄的內容包括發(fā)生故障時的波動、實施保護時的狀態(tài)以及系統(tǒng)故障等信息，信息以可視化圖形的方式呈現(xiàn)出來，這對工作人員故障分析、研究非常有利。

4.2分析事故情況

利用清晰的保護故障邏輯結構，往往可以對變電站繼電裝置進行更好的保護，大量工作實踐證明，對于系統(tǒng)分析故障保護來說，邏輯關系可以起到很積極的作用。同時，還要將故障信息存儲好，在查詢信息時應以記錄時間為依托，展開綜合處理，在系統(tǒng)作用之下對故障信息進行分析，使維護工作始終處于可視化的狀態(tài)中。以記錄信息為指導確定繼電保護間實際操作順序。在實際分析過程中，需要在圖形中標明其主要特點。這里需要注意的一點是，工作人員一定要保證標記的準確性與完整性，將標記分好類，將不同標記代表的涵義區(qū)分開來。繪圖過程中具體的設置應該符合要求，將圖形含義明確表達出來。

4.3互操作方法

利用繼電保護變電站監(jiān)控主機進行繪圖，嚴格按照相關繪圖規(guī)章制度，保證圖形簡單易懂，將信息全面展示出來。據(jù)相關調查結果證實，系統(tǒng)中經(jīng)常會用到G語言來表達整體的意思，G語言在擴展性上具有其他語言不可比較的優(yōu)勢，利用G語言可以對圖形元素進行定義，同時G語言還可以描述電網(wǎng)中的各原件，將各圖形元素間的關系顯示出來。G語言不僅可以顯示圖形，同時還能全面的將系統(tǒng)分析結果展示出來。變電站之中的互操作十分常見，利用互操作可以在短時間內定位故障發(fā)生點，對于維修人員操作效率的提升非常有利。

4.4按錯可視化分析

檢測智能變電站混合按錯情況非常重要，工作人員利用系統(tǒng)技術可以對系統(tǒng)踐行監(jiān)控、管理及檢修，及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在的問題和故障，從而使系統(tǒng)內部各裝置始終處于正常狀態(tài)中。同時，技術人員應對各項檢測技術進行熟練的掌握與應用，將各項按錯工作落實好。目前各變電站所處的位置和環(huán)境都比較惡劣，很多外部因素都會對其造成不利影響，因此很容易會使繼電裝置發(fā)生問題、故障，利用可視化系統(tǒng)可以對繼電保護裝置進行監(jiān)控，可以保證裝置的安全穩(wěn)定運行。此外，還應充分重視信息的傳輸與接收，將設備風險的發(fā)生進行預防和控制，在具體工作中工作人員應樹立結構意識，形成高超的技能，為電力系統(tǒng)正常運行提供保障。

5 可視化系統(tǒng)在繼電保護故障分析中的應用

隨著社會的發(fā)展，科技的進步，用電需求的增大，變電站建設也越來越智能化，供電的穩(wěn)定也越來越重要，那么故障分析系統(tǒng)也就要升級換代，舊式的數(shù)據(jù)，表格處理分析的方式已經(jīng)無法滿足當今的需求?？梢暬到y(tǒng)的產(chǎn)生和應用，可以讓更準確更高效的實現(xiàn)變電站繼電保護障礙的維修管理。

智能變電站繼電保護障礙的可視化，可以實現(xiàn)變電站在運行出現(xiàn)故障時，智能系統(tǒng)可以自動判斷故障的位置、設備、還有故障的嚴重程度，然后對信息進行智能整理和分類傳遞給服務器。智能系統(tǒng)還可以以圖像波動或者數(shù)據(jù)記載的方式來記錄發(fā)生的故障，供給繼保運維人員分析研究。這樣就大大提高了工作效率，保證了變電站的正常運行。

可視化技術的應用，可以保證繼電保護裝置可以正常運行，可以將運行狀態(tài)以圖表的方式展現(xiàn)出來，提高信息的可觀性，減輕繼保運維人員工作壓力，提高安全保護措施的安全性和可靠性。

6? 結語

在電力系統(tǒng)的正常運行中，提出繼電保護故障可視化分析方案，通過G語言進行圖形描述，從而對故障波形圖進行解析和回放，可以大大提高繼電保護裝置的運行安全性。在實踐過程中，繼電保護故障可視化分析方案的相關軟件操作簡單，可在不同廠家之間通用，具有較強實用性，是我國新一代智能變電站繼電保護裝置故障分析的重要研究方向。

參考文獻

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