新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化研究

張 琛

國(guó)網(wǎng)湖南省電力有限公司檢修公司 湖南 長(zhǎng)沙 410000

1 導(dǎo)言

隨著社會(huì)的發(fā)展,科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新與進(jìn)步,變電站的建設(shè)也在不斷完善和革新。繼電保護(hù)裝置是保證系統(tǒng)電網(wǎng)安全的運(yùn)行的前提,為了減少變電站設(shè)備的損壞和為地區(qū)供電提供可靠保障。在變電站運(yùn)行時(shí),故障可視化分析方案,可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障并將信息傳遞給繼保運(yùn)維人員,從而使運(yùn)維人員能夠根據(jù)實(shí)際情況制定科學(xué)合理措施對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修,繼而實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

2 智能變電站故障可視化概述

智能變電站向全面支撐調(diào)控一體化轉(zhuǎn)變,其中在此基礎(chǔ)上的智能告警和故障信息分析決策功能是其高級(jí)應(yīng)用的最重要技術(shù)之一。主要表現(xiàn)為：挖掘事故中事件順序記錄、信號(hào)、保護(hù)裝置以及故障錄波等數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析,以直觀的可視化界面綜合展示分析結(jié)果。

數(shù)據(jù)11是繼電保護(hù)裝置中間節(jié)點(diǎn)以及動(dòng)態(tài)邏輯,其中監(jiān)控主機(jī)、調(diào)度中心和動(dòng)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(diào)度中心和綜合應(yīng)用服務(wù)器是數(shù)據(jù)接收方。工作原理為：通過(guò)保護(hù)故障記錄信息流對(duì)繼電保護(hù)故障進(jìn)行可視化分析,綜合分析應(yīng)用服務(wù)器采集裝置中間節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù),再結(jié)合保護(hù)裝置邏輯圖、內(nèi)部監(jiān)控點(diǎn)數(shù)據(jù),可視化展示分析結(jié)果。

3 智能變電站繼電保護(hù)故障可視化系統(tǒng)功能分析

3.1 科學(xué)控制負(fù)荷 變電站繼電保護(hù)裝置在實(shí)踐運(yùn)行中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)負(fù)荷問(wèn)題,通過(guò)智能化檢測(cè)設(shè)備運(yùn)行的負(fù)荷,能夠保證有效對(duì)其進(jìn)行控制,在檢測(cè)到負(fù)荷之后,系統(tǒng)根據(jù)信息指導(dǎo)原則進(jìn)行科學(xué)合理的處理,并有效進(jìn)行系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的調(diào)整,能夠?qū)τ谧冸娬局械膹?fù)核問(wèn)題進(jìn)行有效控制和管理。通過(guò)上述措施,能夠盡量避免設(shè)備出現(xiàn)故障問(wèn)題,確定系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行,利用好信息的傳輸和備份,便于日后查詢(xún)和處理。

3.2 智能化報(bào)警 系統(tǒng)具有自動(dòng)化收集、整理數(shù)據(jù)的作用,通過(guò)對(duì)于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,能夠判斷設(shè)備的具體運(yùn)行情況,同時(shí),便于判定設(shè)備故障所在情況。由于智能報(bào)警系統(tǒng)的作用,能有效開(kāi)展大部分的事故處理,滿(mǎn)足系統(tǒng)維護(hù)的需求。

3.3 運(yùn)行可視化設(shè)備 通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)收集,經(jīng)過(guò)系統(tǒng)分析和處理,能夠獲得設(shè)備的具體運(yùn)行情況,便于觀察、分析設(shè)備的情況,進(jìn)一步豐富數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng),及時(shí)更新存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)資料,并通過(guò)可視化的方式進(jìn)行展示,能提升工作效率,便于進(jìn)一步開(kāi)展高效管理。

3.4 維護(hù)信息源 對(duì)于智能變電站所的信息進(jìn)行收集和整理,滿(mǎn)足管理目標(biāo)一體化要求,便于進(jìn)行信息的傳遞處理。通過(guò)對(duì)于信息資料的分析,并結(jié)合軟件用圖表形式進(jìn)行展示,并建立相應(yīng)模型,便于考察設(shè)備具體運(yùn)行情況,有助于實(shí)現(xiàn)變電站的維護(hù)。

4 智能變電站繼電保護(hù)現(xiàn)狀及常見(jiàn)故障

4.1 智能變電站繼電保護(hù)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(guò)程層、站控層以及間隔層。在智能變電站結(jié)構(gòu)中,過(guò)程層由智能組件和一次設(shè)備構(gòu)成,主要完成電力的輸送以及分配,也能夠保護(hù)變電站的安全以及對(duì)變電站運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；間隔層一般由測(cè)控設(shè)備、繼電保護(hù)設(shè)備及故障錄波設(shè)備三部分構(gòu)成,維護(hù)通信、輸入和輸出以及進(jìn)行遠(yuǎn)程控制；站控層由通信設(shè)備、控制系統(tǒng)、對(duì)時(shí)系統(tǒng)等一系列組件構(gòu)成,承擔(dān)著對(duì)整個(gè)變電站進(jìn)行測(cè)量和監(jiān)控的任務(wù)。智能變電站繼電保護(hù)裝置的基本特點(diǎn)就是實(shí)現(xiàn)智能控制,能夠?qū)斉潆娋€路中的薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和安全預(yù)警。繼電保護(hù)裝置能夠在變電站正常運(yùn)行的情況下,進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行信息的采集,準(zhǔn)確判斷故障位置并進(jìn)行及時(shí)處理,從而保障了電力轉(zhuǎn)變工作效率。

4.2 繼電保護(hù)常見(jiàn)故障 變電站運(yùn)行的過(guò)程中,靜電問(wèn)題時(shí)常發(fā)生,容易造成繼電保護(hù)裝置的絕緣產(chǎn)生故障,同時(shí),受到周?chē)ㄓ嵲O(shè)備的影響,繼電保護(hù)的正常工作也容易發(fā)生干擾故障,使得繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)誤動(dòng)作等問(wèn)題。由于設(shè)備自身的缺陷,繼電保護(hù)同樣會(huì)產(chǎn)生故障問(wèn)題,常見(jiàn)故障類(lèi)型包括以下幾點(diǎn)：第一,在變電站運(yùn)行過(guò)程中直流電源突然消失、裝置運(yùn)行不正常、定期通道試驗(yàn)參數(shù)不準(zhǔn)確等,這些問(wèn)題容易造成高頻保護(hù)現(xiàn)象；第二,當(dāng)電壓互感器退出運(yùn)行或勵(lì)磁電流出現(xiàn)不穩(wěn)定情況時(shí),變電站運(yùn)行系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)距離保護(hù)；第三,如果母差直流電壓消失或者電流不為零,就會(huì)造成母差保護(hù)的不正常動(dòng)作。

5 新一代智能變電站繼電保護(hù)故障的可視化

5.1 故障信息 智能變電站繼電保護(hù)在實(shí)際運(yùn)行中發(fā)生故障,智能系統(tǒng)可以及時(shí)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(xì)記錄下來(lái)。文件是由系統(tǒng)自動(dòng)生成的,它在儲(chǔ)存格式上差異性很大,文件格式不同代表的涵義也會(huì)存在差別,故障信息存儲(chǔ)完成以后,系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將其傳輸給相應(yīng)服務(wù)器。繼電保護(hù)裝置在作業(yè)過(guò)程中,可以詳細(xì)記錄系統(tǒng)中發(fā)生的故障情況,具體來(lái)說(shuō)記錄的內(nèi)容包括發(fā)生故障時(shí)的波動(dòng)、實(shí)施保護(hù)時(shí)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(lái),這對(duì)工作人員故障分析、研究非常有利。

5.2 分析事故情況 利用清晰的保護(hù)故障邏輯結(jié)構(gòu),往往可以對(duì)變電站繼電裝置進(jìn)行更好的保護(hù),大量工作實(shí)踐證明,對(duì)于系統(tǒng)分析故障保護(hù)來(lái)說(shuō),邏輯關(guān)系可以起到很積極的作用。同時(shí),還要將故障信息存儲(chǔ)好,在查詢(xún)信息時(shí)應(yīng)以記錄時(shí)間為依托,展開(kāi)綜合處理,在系統(tǒng)作用之下對(duì)故障信息進(jìn)行分析,使維護(hù)工作始終處于可視化的狀態(tài)中。以記錄信息為指導(dǎo)確定繼電保護(hù)間實(shí)際操作順序。在實(shí)際分析過(guò)程中,需要在圖形中標(biāo)明其主要特點(diǎn)。這里需要注意的一點(diǎn)是,工作人員一定要保證標(biāo)記的準(zhǔn)確性與完整性,將標(biāo)記分好類(lèi),將不同標(biāo)記代表的涵義區(qū)分開(kāi)來(lái)。繪圖過(guò)程中具體的設(shè)置應(yīng)該符合要求,將圖形含義明確表達(dá)出來(lái)。

5.3 互操作方法 利用繼電保護(hù)變電站監(jiān)控主機(jī)進(jìn)行繪圖,嚴(yán)格按照相關(guān)繪圖規(guī)章制度,保證圖形簡(jiǎn)單易懂,將信息全面展示出來(lái)。據(jù)相關(guān)調(diào)查結(jié)果證實(shí),系統(tǒng)中經(jīng)常會(huì)用到G 語(yǔ)言來(lái)表達(dá)整體的意思,G 語(yǔ)言在擴(kuò)展性上具有其他語(yǔ)言不可比較的優(yōu)勢(shì),利用G 語(yǔ)言可以對(duì)圖形元素進(jìn)行定義,同時(shí)G 語(yǔ)言還可以描述電網(wǎng)中的各原件,將各圖形元素間的關(guān)系顯示出來(lái)。G 語(yǔ)言不僅可以顯示圖形,同時(shí)還能全面的將系統(tǒng)分析結(jié)果展示出來(lái)。變電站之中的互操作十分常見(jiàn),利用互操作可以在短時(shí)間內(nèi)定位故障發(fā)生點(diǎn),對(duì)于維修人員操作效率的提升非常有利。

6 結(jié)束語(yǔ)

在開(kāi)展變電站繼電保護(hù)智能化工作中,應(yīng)該重視其存在的故障問(wèn)題,并能結(jié)合實(shí)際需求來(lái)發(fā)揮智能變電站的最大化效益,利用故障可視化系統(tǒng)的作用,能夠更方便進(jìn)行數(shù)據(jù)信息分析,在此基礎(chǔ)上,更可制定有針對(duì)性的建設(shè)性措施,保證充分發(fā)揮保護(hù)裝置的作用。