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智能变电站继电保护故障可视化研究王亮

发表时间：2020/7/20 来源：《电力设备》2020年第8期作者：王亮

[导读] 摘要：在我国新一代智能变电站中，确保变电站正常、稳定运行的主要系统就是继电保护系统。

        （阳泉供电公司山西阳泉 045000）
        摘要：在我国新一代智能变电站中，确保变电站正常、稳定运行的主要系统就是继电保护系统。但是在变电站继电保护装置中经常会出现一些难以预料的运行故障，从而对继电保护系统造成了严重影响。对此，针对这一现状，本文主要对新一代智能变电站继电保护故障可视化技术方案展开研究。
        关键词：智能变电站；继电保护；故障；可视化研究
        引言
        继电保护装置在系统发生故障时可以迅速切断故障设备，为系统安全运行提供保障，但是操作不正确也会对系统带来危害。新一代智能变电站基于一体化信息平台方式，在故障情况下以简洁明了的可视化界面将故障信息清晰的展现出来，防止潜在问题的存在。基于此，本文主要针对新一代智能变电站继电保护故障可视化方案进行分析，希望可以为同行的研究提供一些帮助。
        1 智能变电站继电保护故障概述
        通常情况下，智能变电站继电保护会发生各种突发情况，但具体而言，常见的几种异常情况主要包括高频保护以及母差保护、瓦斯保护和微机保护、距离保护。当定期通道的实验参数不能满足具体运行要求时，直流电源消失、装置故障信号无法复归，在这一情况下就会发生高频保护。而母差保护是在母差直流电压消失、母差交流断线及母差不平衡，并且电流不为零的情况下发生的。瓦斯保护主要发生在变压器滤油、加油和换硅胶过程以及潜油泵、清理吸湿器、冷油器等过程；如果系统四保护灯亮或者总告警灯亮，但在此过程中告警插件的信号灯不亮及CPU发生故障、打印显示CPU×ERR，此时就会出现微机保护；除此之外，当系统的三相电压回路断或者PT退出运行、助磁电流过小或者过大，如果负荷电流超过允许电流值，就会出现距离保护。
        2 智能变电站继电保护故障的可视化
        2.1继电保护故障信息的生成
        当启动变电站的继电保护运行装置后，无论对其进行任何操作，系统都会自动将多个历史操作文件进行完整记录，这些数据文件主要包括动作情况的简报文件以及故障录波文件、中间节点文件等，这些相关的继电保护装置运行故障信息传输主要依靠DL/T860展开操作。因此，当继电保护装置在启动或者关闭系统设备时，系统中自动生成的故障录波文件记录的时间与中间节点文件具体时间一致。但是，故障录波文件与中间节点文件存在一定差异，中间节点文件除了包含继电装置内部相关逻辑控制信息外，还包括故障录波文件中记录的有效信息。因此，中间节点文件可以清晰显示继电装置运行故障的可视化保护逻辑关系图。对于故障录波文件而言，系统中只包括每一次系统设备启动、关闭或运行的相关重要信息。因此，从二者记录的故障信息中可以看出，故障录波文件信息与中间节点信息文件的主要作用不同，前者用于系统运行故障的判断和分析，而后者主要被用于故障的深入分析。所以，针对这一特征，智能变电站继电保护的故障可视化研究，需要充分利用中间节点自动生成的继电保护逻辑关系图，从而结合图示信息建立具体的运行故障模型，使继电保护的故障可视化呈現。
        2.2分析事故情况
        利用清晰的保护故障逻辑结构，往往可以对变电站继电装置进行更好的保护，大量工作实践证明，对于系统分析故障保护来说，逻辑关系可以起到很积极的作用。同时，还要将故障信息存储好，在查询信息时应以记录时间为依托，展开综合处理，在系统作用之下对故障信息进行分析，使维护工作始终处于可视化的状态中。以记录信息为指导确定继电保护间实际操作顺序。在实际分析过程中，需要在图形中标明其主要特点。

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这里需要注意的一点是，工作人员一定要保证标记的准确性与完整性，将标记分好类，将不同标记代表的涵义区分开来。绘图过程中具体的设置应该符合要求，将图形含义明确表达出来。
        2.3互操作方法
        利用继电保护变电站监控主机进行绘图，严格按照相关绘图规章制度，保证图形简单易懂，将信息全面展示出来。据相关调查结果证实，系统中经常会用到G语言来表达整体的意思，G语言在扩展性上具有其他语言不可比较的优势，利用G语言可以对图形元素进行定义，同时G语言还可以描述电网中的各原件，将各图形元素间的关系显示出来。G语言不仅可以显示图形，同时还能全面的将系统分析结果展示出来。变电站之中的互操作十分常见，利用互操作可以在短时间内定位故障发生点，对于维修人员操作效率的提升非常有利。
        2.4按错可视化分析
        检测智能变电站混合按错情况非常重要，工作人员利用系统技术可以对系统践行监控、管理及检修，及时发现系统中存在的问题和故障，从而使系统内部各装置始终处于正常状态中。同时，技术人员应对各项检测技术进行熟练的掌握与应用，将各项按错工作落实好。目前各变电站所处的位置和环境都比较恶劣，很多外部因素都会对其造成不利影响，因此很容易会使继电装置发生问题、故障，利用可视化系统可以对继电保护装置进行监控，可以保证装置的安全稳定运行。此外，还应充分重视信息的传输与接收，将设备风险的发生进行预防和控制，在具体工作中工作人员应树立结构意识，形成高超的技能，为电力系统正常运行提供保障。
        3可视化系统在继电保护故障分析中的应用
        随着社会的发展，科技的进步，用电需求的增大，变电站建设也越来越智能化，供电的稳定也越来越重要，那么故障分析系统也就要升级换代，旧式的数据，表格处理分析的方式已经无法满足当今的需求。可视化系统的产生和应用，可以让更准确更高效的实现变电站继电保护障碍的维修管理。
        智能变电站继电保护障碍的可视化，可以实现变电站在运行出现故障时，智能系统可以自动判断故障的位置、设备、还有故障的严重程度，然后对信息进行智能整理和分类传递给服务器。智能系统还可以以图像波动或者数据记载的方式来记录发生的故障，供给继保运维人员分析研究。这样就大大提高了工作效率，保证了变电站的正常运行。
        可视化技术的应用，可以保证继电保护装置可以正常运行，可以将运行状态以图表的方式展现出来，提高信息的可观性，减轻继保运维人员工作压力，提高安全保护措施的安全性和可靠性。
        结语
        在电力系统的正常运行中，提出继电保护故障可视化分析方案，通过G语言进行图形描述，从而对故障波形图进行解析和回放，可以大大提高继电保护装置的运行安全性。在实践过程中，继电保护故障可视化分析方案的相关软件操作简单，可在不同厂家之间通用，具有较强实用性，是我国新一代智能变电站继电保护装置故障分析的重要研究方向。
        参考文献：
        [1]李宝伟，倪传坤，李宝潭.新一代智能变电站继电保护故障可视化分析方案[J].电力系统自动化，2014（05）：73-77.
        [2]黄树帮.电网继电保护及故障信息处理主站系统中故障测距和通信规约的研究[D].东南大学，2005.
        [3]李颖超.新一代智能变电站层次化保护控制系统方案及其可靠性研究[D].北京交通大学，2016.
        [4]朱林.基于实时以太网的数字化变电站体系结构和新型应用[D].华中科技大学，2015.