基于繼電保護狀態分析的電網故障診斷

曹政 程冀川 尹相國 馬磊

摘 要： 針對基于邏輯關系的電網故障診斷方法診斷結果不可靠的缺點，提出基于繼電保護狀態分析的電網故障診斷方法。設計電網故障診斷模型，提出三種基于繼電保護狀態分析的診斷策略，包括電網狀態診斷、保護行為診斷和斷路行為診斷，以此為依據構建模型的故障假說，獲取疑似故障數據。將疑似故障數據輸入關聯樹進行迭代，以迭代結果作為所提方法的最終診斷結果。實驗表明所提方法的診斷具有優異的可靠性和靈敏性。

關鍵詞： 繼電保護狀態分析； 電網故障診斷； 模型； 關聯樹； 診斷策略； 靈敏性

中圖分類號： TN915.02?34； TM77 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）13?0147?04

Abstract： The power grid fault diagnosis method based on logical relationship has the defect of unreliable diagnosis result. Therefore， the power grid fault diagnosis method based on analysis of relay protection state is proposed， the power grid fault diagnosis model is designed， and three diagnosis strategies （power grid state diagnosis， protection behavior diagnosis and turn?off behavior diagnosis） based on relay protection status analysis are presented. On these basis， the fault hypothesis of the model is constructed to get the suspected fault data. The suspected fault data is input into the relevance tree for iteration， whose result is deemed as the final diagnosis result of the proposed method. The experimental results show that the proposed method has high diagnosis reliability and sensitivity.

Keywords： relay protection state analysis； power grid fault diagnosis； model； relevance tree； diagnosis strategy； sensitivity

0 引 言

電網在人們生活與工作中越來越重要，維護電網安全、高效、可靠地運轉是電網基礎建設的關鍵點。在科技發展下，用電設備不斷增多，各省市間經濟、政策的溝通不斷加強，我國年用電量屢創新高，電網故障帶來的經濟損失越來越大。電網故障具有隨機性和不可避免性，造成的危害影響廣泛，靈敏并可靠地診斷電網故障可以確保電網故障能夠在規定時限內得以解決，是電網正常運轉的最基本需求。

電網故障診斷的分析時間點是電網產生故障之后，常運用智能決策系統、設備識別系統幫助電網管理員對故障線路進行保護，實現分析或重建故障情景。文獻[1]按照繼電器行為推理及分析策略，提出一種基于用電設備?斷路器邏輯關系的電網故障診斷方法，具有診斷效率高的優點。但是由于復雜電網中的故障分布規律難以確定，方法的邏輯關系被打破，經常出現誤報、漏報，造成故障診斷結果不可靠[2]。由此能夠看出，電網故障診斷不能缺少對故障數量以及類型的累積分析。因此，提出基于繼電保護狀態分析的電網故障診斷方法。

1 繼電保護狀態分析的電網故障診斷

1.1 電網故障診斷模型

當電網出現故障時，斷電設備運轉行為出現變化，利用互聯網遠程上傳斷電區域，故障診斷區域主要集中在斷電區域[3]，可假設斷電區域周邊電網的斷路元件運轉行為具有一致性。

繼電保護狀態分析采用完全動態分析手段評價電網保護設備運行數據，將所取得的邏輯動態變量輸入電網故障診斷模型，得到模型表達式：

一般認為，凡是能夠進行連續診斷的方法都具有靈敏性，因此靈敏性只分為極優和普通兩個標準。

2.3 結果分析

實驗對電網故障診斷方法診斷結果的數據提取采用暫態數據獲取手段，分A組和B組進行小型電網和復雜電網的故障診斷，每0.2 s采集一次診斷數據，對數據進行匯總評估。從實驗情況來看，基于繼電保護狀態分析的電網故障診斷方法很少存在電網保護設備和斷路元件拒動或誤動的情況，評估結果如表2所示。其他兩種方法的靈敏性和可靠性較差，不能保證用電安全。

3 結 語

本文提出基于繼電保護狀態分析的電網故障診斷方法，繼電保護狀態分析是指以電網保護設備運轉情況為依據，進行電網數據的監控、保護和分析，以分析結果為邏輯關系的動態變量來診斷電網故障。實驗結果表明，繼電保護狀態分析在電網故障診斷中具備優秀的靈敏性和可靠性，可大大加強用電安全。

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