繼電保護綜合故障分析系統研究與應用

李海緋

【摘 要】目前，科學技術的發展迅速，電力工程的發展也越來越完善。電力企業運營與發展的關鍵問題在于，如何提升電力系統的價值，使其更好地服務于人們的生產、生活。而繼電保護裝置的推廣以及應用，使得這一問題得到了有效的解決。當電力系統出現故障的苗頭，繼電保護裝置就可以發揮作用，及時將故障切除，使得故障被扼殺在可控制的范圍之內，最大程度上降低其對人們生產、生活的不利影響。而故障分析處理系統，則是這一裝置的集成化、智能化、高效化發展，其推廣與應用，為電力系統的運行提供了全面的保障，為我國電力事業的發展，注入了新的活力。

【關鍵詞】繼電保護綜合故障分析系統;研究;應用

引言

為了解決傳統人工故障分析模式下獲取信息耗時長、信息不全，不能快速準確判斷電網故障時保護是否正確動作，影響電網故障后快速復電的問題。本文以提高電力系統故障響應速度為導向，立足于智能電網的自動化、智能化的特征，提出研究一套變電站繼電保護故障可視化分析及狀態預警系統，實現基于SVG可視化技術的設備故障動態反演、多維度可視化綜合故障分析及保護設備元件級狀態監視與預警等主要功能。系統在電網故障時能夠自動全面獲取故障量特征信息，結合保護定值、開關量變位、保護動作時序等因素綜合判斷保護動作情況，進行動態反演，并將故障時保護相關信息及動作情況自動發送到移動終端，最終給出保護動作結論并提供檢修方案讓運維人員快速恢復電力系統。

1電力系統繼電保護及故障檢測的作用

繼電保護及故障檢測的主要作用是保證電力系統的安全性，如果電力系統中繼電保護的設備和元件出現故障問題，則此時繼電保護裝置能夠體現出選擇性、靈敏性、速動性和可靠性特征，向存在故障的設備和元件最近的斷路器發出切斷指令，確保故障能夠被切斷，避免故障問題的擴散，降低故障設備和元件對電力系統的破壞程度，提高電力系統的安全性。繼電保護裝置及故障檢測還能夠針對電力系統中的保護設備和濾波設備等二次裝置進行實時監控，確保電力系統安全穩定運行。同時繼電保護裝置及故障檢測還能夠實現對電力系統異常情況的自動分析，且具有快速性和準確性，能夠高效診斷出故障發生位置和故障性質。電力系統中設備出現故障或處于異常工作狀態時，繼電保護裝置能夠根據設備的運行維護標準和異常工作情況進行提示，即通過發出報警信號的方式，確保工作人員能夠及時了解到電力系統中存在異常運行情況，同時能夠以最快的速度進行處理，保證設備的安全性。如果設備出現故障時，現場沒有工作人員，則繼電保護裝置能夠直接針對系統進行處理，如切斷故障電氣設備，以確保電力系統的安全性和穩定性。

2繼電保護綜合故障分析系統優化

2.1仿真模擬

這一系統的仿真模擬應用，指的就是通過一些模擬的實驗與測試，使相關工作人員了解到有關這一裝置的參數設置情況，從而及時作出相應的調整，避免問題的擴大化。相關工作人員觀察參數的設置是否同實際狀況相符合，如果有一定的出入，應當立即對其進行調整，設置科學、合理的繼電設備保護參數，使其更好地服務于實際工作的開展。在仿真模擬的工作階段，真實性是放在首位的工作要求。換句話說，仿真模擬所進行的實驗與測試，必須以各種繼電保護裝置的仿真模型為基礎。只有這樣，模擬后所得到的結果才具有參考性，才可以作為參數設置的理論、數據來源。除此之外，仿真模擬要兼具靈活性與多樣化的特點，即模擬裝置的參數設置情況應當可以被工作人員隨時查看和修改，而且故障的設置也要考慮到電力系統運行的不同情況、不同狀態，設置盡可能豐富的故障，從而提高仿真裝置的現實價值，使其更好地服務于實際工作的開展。

2.2基于SVG可視化技術的故障反演

SVG是由國際互聯網標準組織制定的一種新的二維矢量圖形格式，同時也是一種完全基于XML的矢量圖形文本標識語言，已經逐漸成為網絡矢量圖形的業界標準，其在電網系統中早有應用。在針對電網預警和停電計劃處理系統實際需求的研究中，就提出了根據IEC61970CIM標準建立的電網數據模型，并以SVG作為圖形交互的操作對象，用Java語言和Batik工具包進行圖形界面開發的技術方案。該方案以目前被廣泛支持的CIM和SVG作為數據源，同時兼顧了跨平臺和跨操作系統的需求，已應用于某地區電網預警和調度停電計劃信息處理系統。故障反演是數據信息化的處理過程，利用輸電線路頻域傳播特性和反演理論構建輸電線路故障電流行波波形的反演模型。繼電保護故障分析依賴于裝置的錄波信息以及動作保護邏輯圖。但是動作保護邏輯圖的展示格式沒有統一的標準，導致目前故障分析工具依賴具體保護廠家，缺乏實用性。隨著SVG技術的發展，電網專家們提出了一種基于SVG圖形的保護邏輯圖的表達方式，通過標準化的定義輸入關聯、邏輯關系、連接線等元件，即將這些保護動作元件、邏輯、事件等所有相關信息通過SVG技術進行對象化建模，形成標準化保護邏輯關系圖，配合標準化的錄波文件，清晰地完成繼電保護設備的故障反演。

2.3變電站綜合自動化繼電保護與故障檢測方法

變電站綜合自動化繼電保護與故障檢測措施主要是將自動控制系統、計算機信息采集系統和處理、網絡通信系統等多個技術綜合在一起進行電力系統保護，包含測量功能、信號功能、保護功能、控制功能、計費功能、繼電保護功能、緊急控制功能、故障錄波功能、RTU功能、維修狀態信息處理功能等，實現對電力系統的綜合化管理。變電站綜合自動化計算機系統能夠替代工作人員實現對數字化變電站的監測，包含監視、控制、操作、測量、記錄和統計分析，同時還能夠實現對故障狀態的監視，針對故障問題及時發出報警信號，且能夠針對故障按照順序進行記錄。實現利用通信網絡針對變電站整體協調問題和功能單一問題等進行處理，將其分割成各個獨立的裝置，同時滿足資源共享、遠方控制與信息共享等變電站集成自動化。此外變電站集成自動化系統，能夠將間隔繼電保護的控制、保護、數據處理等全部集成在多功能數字裝置中，采用光纖總線進行連接，以確保滿足間隔內部、間隔間、間隔同站級間的網絡通信，從而實現對整個繼電保護系統的優化。

2.4預置式耦合故障報告自動構建技術

預置式構件是指具有相對獨立功能和可復用價值的構件。由于構件具有多種形態，因此存在多種組裝方式，例如基于黑盒的組裝與基于白盒的組裝。前者在組裝過程中不需要了解構件的內部實現，也不對構件進行改動;而后者則需要了解構件的內部實現，且允許對構件進行改動。保護故障報告主要涉及保護開關動作情況、錄波情況、故障情況等內容組成，根據不同的保護故障類型組合后生成報告內容，對于此類報告的生成完全適合采用組態構件的方式，在已有的預置式故障報告中進行組合篩選。WebServices是構建大型、復雜應用的理想技術。它提供了全新的系統設計思路，系統的模塊、功能可以非常獨立地設計，各模塊之間通過接口查詢以及自描述的XML格式的數據交換，使預置式構件與構件之間形成一種弱耦合的關系，可輕松地將各個模塊、功能集成為一個大型的系統。

結語

繼電保護故障分析處理系統在電力系統中的應用，使得電力系統的故障分析和處理更加的智能化，確保了繼電保護的有效性。使得繼電保護能夠根據電網的實際運行情況進行實時的檢測，一旦發生故障，能夠迅速做出反應，進行故障切除，降低電網損失。目前，隨著科技的發展，應該加大繼電保護故障分析處理系統的研發，使之不斷升級，從而滿足電力系統發展的需求。

參考文獻：

[1]胡居浩.芻議繼電保護故障信息智能分析方案及應用[J].電子世界，2013（22）：36+37.

（作者單位：國網內蒙古東部電力有限公司呼倫貝爾供電公司）