新一代智能變電站繼電保護故障可視化分析方案

李金生

摘 要：在科學技術的推動下，構建智能電網成為我國電力行業的重要發展目標，變電站是電網的重要組成部分，加強智能變電站繼電保護的研究，有利于提升電網輸配電質量，為廣大電力用戶提供安全、高效的電力服務。通過不斷的技術改進，智能變電站繼電保護系統實現了故障可視化，有效改善了電力設備的運行狀態，保證電網的穩定運行。本文簡單分析了智能變電站繼電保護現狀及常見故障，并探討了新一代智能變電站繼電保護故障可視化的系統功能及分析方案。

關鍵詞：電網；智能變電站；繼電保護；故障；可視化

中圖分類號： TM6 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2017）05-168-2

0 引言

隨著經濟的快速發展，我國各行各業用電需求量不斷增加，對于電力系統的可靠運行提出了更高的要求。在這種情況下，我國電力改革不斷深入和發展，綜合利用現代信息技術、通信技術、控制技術等積極構建智能電網，其中，新一代智能變電站繼電保護方面的研究對于保障變電設備的安全運行意義重大，符合電力事業的發展需求。新一代智能變電站繼電保護故障可視化是科技進步的體現，通過故障可視化分析方案，繼電裝置能夠快速、準確的判斷設備的運行狀態，并將故障信息及時傳遞給運行維護人員，使得故障能夠得到有效的檢修和解除，提高變電站的繼電保護效果[1]。

1 智能變電站繼電保護現狀及常見故障

1.1 智能變電站繼電保護現狀

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進行監控；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、對時系統等一系列組件構成，承擔著對整個變電站進行測量和監控的任務。智能變電站繼電保護裝置的基本特點就是實現智能控制，能夠對輸配電線路中的薄弱環節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。

1.2 繼電保護常見故障

變電站運行的過程中，靜電問題時常發生，容易造成繼電保護裝置的絕緣產生故障，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生干擾故障，使得繼電保護裝置出現誤動作等問題。由于設備自身的缺陷，繼電保護同樣會產生故障問題，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、定期通道試驗參數不準確等，這些問題容易造成高頻保護現象；第二，當電壓互感器退出運行或勵磁電流出現不穩定情況時，變電站運行系統會出現距離保護；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。

2 新一代智能變電站繼電保護故障可視化系統功能

2.1 智能化報警

新一代智能變電站繼電保護故障可視化系統具有智能化報警的功能，通過對設備的運行狀態等信息進行收集、整理，并通過全面的分析，對信息進行分類處理，及時發現設備運行異常情況，并明確指定設備異常部位，發出智能報警信號，以便于運行維護人員進行及時的修理，降低故障損害[2]。

2.2 科學控制負荷

在智能變電站實際的運行過程中，繼電保護裝置存在一定的負荷問題，繼電保護系統對設備的運行狀態進行檢測時，能夠對相應的負荷進行智能化、科學化的控制。當產生負荷后，故障可視化系統能夠根據相關信息快速、準確的進行動作，便于管理維護人員及時調整體統的運行狀態，保證變電站的穩定運行，減少設備故障問題，并為后期的系統維護工作提供數據參考。

2.3 實現集中控制

智能變電站具有自動化控制功能，能夠對變電站內部的所有設備進行集中控制。在新一代智能變電站繼電保護故障可視化分析中，能夠根據設備的運行順序、工作原理、工作流程等信息，對設備的工作步驟進行核對，并在出現問題時做出反饋，避免對相關工作流程的影響[3]。此外，還可以建立一鍵控制的操作模式，降低工作強度，提高管理效率。

2.4 維護信息源

新一代智能變電站繼電保護故障可視化系統可以實現信息的一體化管理，從而更好的維護信息源。運行維護人員通過故障可視化系統收集到的數據建立相應的數據庫，并自動生成各種圖表和模型，從而進行更加系統、全面的研究，充分掌控變電站的整體結構和運行情況。

3 新一代智能變電站繼電保護故障可視化分析方案

3.1 建立信息保護系統

在智能變電站運行的過程中，當繼電保護系統發現故障后，就會對故障進行全面的分析，并對其損害進行一定的評估，為制定解決對策提供參考，并將故障的相關信息進行記錄存檔，例如故障波動情況、持續時間、處理措施等，根據這些信息數據就可以建立信息保護系統，編制不同的文件格式，形成系統的、關聯性的故障可視化分析體系，由終端服務系統進行整理，制成可視化的圖表，供相關工作人員進行研究和參考[4]。

3.2 分析事故運行情況

當智能變電站繼電保護裝置發生事故后，需要對事故運行情況進行全方位的分析。明確事故的邏輯關系是智能變電站分析故障保護的重要依據，因此，對故障信息進行全面的采集、存儲和分析，能夠提升故障維護的可視化水平。目前，我國很多智能變電站的裝置有效結合事故發生情況記錄和邏輯分析環節，通過事故記錄的指導，確定繼電保護組間的實際操作順序，借助邏輯分析，對故障可視化圖形進行標記，并進行分類處理，對標記予以特定的含義。

3.3 建立邏輯圖紙

新一代智能變電站繼電保護故障可視化分析的關鍵就是建立邏輯圖形，從而構建保護體系。智能變電站配置的運作原理，是利用部分裝置在電路不按揭的有效控制開關來運作，在進行設計時，需要依據變電裝置整體的邏輯思維建立圖紙。建立完善的邏輯圖紙，能夠對變電裝置運作活動進行良好的監督，對于運作具有漏洞的環節進行及時的修復和更正[5]；還可以作為電子信息收集的文件，利于在多媒體上，進行可視圖的全方位展示，易于變電裝置運作人員對計劃環節的深層次理解。

3.4 故障信息判斷

智能變電站繼電保護裝置的有效動作需要以準確的信息數據為依據，但是電力系統的構架十分復雜，變電站的運行信息也十分多變，因此在變電站運行中發生故障情況時，由于無法準確掌握相關信息從而不能及時有效的處理故障問題，影響故障可視化分析。面對這種問題，就需要相關電力企業加強對變電站繼電保護裝置的信息采集技術的研究，通過各種先進技術的引用和配套在設備的裝置，提高信息采集的準確性，并通過運行狀態和設備情況的信息記錄的錄播和分析，保障運作活動的可靠性。

3.5 加強安全措施

在系統技術的作用下，工作人員可監控及管理檢修系統，并及時發現、處理系統中存有的問題，以為系統內部接受裝置處于正常運行狀態提供有力保障，并加強信息接收的實效性。變電站的位置大都環境惡劣，外部因素會對其造成十分嚴重的影響，容易導致繼電裝置發生故障現象[6]。可視化繼電保護故障的存在，對保證裝置安全、正常運行具有重要作用，工作人員要提高安全管理意識，加大對維修壓板、傳送及接收信息、預防及控制設備風險的重視力度，為變電站安全、正常運行提供有力保障。

4 結束語

總而言之，隨著科學技術的不斷進步，智能化電網的建設也得到了有效的技術支持，新一代智能變電站繼電保護故障可視化分析是加強電網供電質量的重要舉措，相關電力企業要從多個方面加強故障可視化分析中信息的采集和分析，并制定有效方案，提高繼電保護裝置的性能，確保變電站的穩定運行。

參 考 文 獻

[1] 劉武.新一代智能變電站繼電保護故障可視化方案[J].廣東科技，2014，20：88-89.

[2] 李志韡.探究新一代智能變電站繼電保護故障可視化[J].科技展望，2014，21：152.

[3] 蔡玉龍.對新一代智能變電站繼電保護故障可視化研究[J].今日科苑，2015，04：54-55+58.

[4] 王明偉，田莉莉，張鋒.智能變電站繼電保護故障可視化技術方案研究[J].電子測試，2016，01：111+100.

[5] 張亞楠.智能變電站繼電保護故障可視化分析的應用方式研究[J].電子技術與軟件工程，2015，24：125.

[6] 呂金山.新一代智能變電站繼電保護故障可視化方案研究[J].電子測試，2016，07：132+97.