智能变电站继电保护故障可视化研究

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　　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
　　1  导言
　　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。
　　2 智能变电站故障可视化概述 
　　智能变电站向全面支撑调控一体化转变，其中在此基础上的智能告警和故障信息分析决策功能是其高级应用的最重要技术之一。主要表现为：挖掘事故中事件顺序记录、信号、保护装置以及故障录波等数据，对这些数据进行综合分析，以直观的可视化界面综合展示分析结果。
　　 数据11是继电保护装置中间节点以及动态逻辑，其中监控主机、调度中心和动态记录装置为数据接收方。数据12是用于分析展示的故障录波信息，其中调度中心和综合应用服务器是数据接收方。工作原理为：通过保护故障记录信息流对继电保护故障进行可视化分析，综合分析应用服务器采集装置中间节点数据，再结合保护装置逻辑图、内部监控点数据，可视化展示分析结果。
　　3 智能变电站继电保护现状及常见故障
　　 3.1 智能变电站继电保护现状 
　　按照智能变电站各层功能的不同，大致可将智能变电站分为过程层、站控层以及间隔层。在智能变电站结构中，过程层由智能组件和一次设备构成，主要完成电力的输送以及分配，也能够保护变电站的安全以及对变电站运行状态进行监控;间隔层一般由测控设备、继电保护设备及故障录波设备三部分构成，维护通信、输入和输出以及进行远程控制;站控层由通信设备、控制系统、对时系统等一系列组件构成，承担着对整个变电站进行测量和监控的任务。智能变电站继电保护装置的基本特点就是实现智能控制，能够对输配电线路中的薄弱环节进行自动识别和安全预警。继电保护装置能够在变电站正常运行的情况下，进行设备运行信息的采集，准确判断故障位置并进行及时处理，从而保障了电力转变工作效率。 
　　3.2 继电保护常见故障 
　　变电站运行的过程中，静电问题时常发生，容易造成继电保护装置的绝缘产生故障，同时，受到周围通讯设备的影响，继电保护的正常工作也容易发生干扰故障，使得继电保护装置出现误动作等问题。由于设备自身的缺陷，继电保护同样会产生故障问题，常见故障类型包括以下几点：第一，在变电站运行过程中直流电源突然消失、装置运行不正常、定期通道试验参数不准确等，这些问题容易造成高频保护现象;第二，当电压互感器退出运行或励磁电流出现不稳定情况时，变电站运行系统会出现距离保护;第三，如果母差直流电压消失或者电流不为零，就会造成母差保护的不正常动作。
　　4 智能变电站继电保护故障的可视化 
　　4.1故障信息
　　 智能变电站继电保护在实际运行中发生故障，智能系统可以及时分析故障情况，并判断故障的危害程度，在文件中将故障信息详细记录下来。文件是由系统自动生成的，它在储存格式上差异性很大，文件格式不同代表的涵义也会存在差别，故障信息存储完成以后，系统会自动将其传输给相应服务器。继电保护装置在作业过程中，可以详细记录系统中发生的故障情況，具体来说记录的内容包括发生故障时的波动、实施保护时的状态以及系统故障等信息，信息以可视化图形的方式呈现出来，这对工作人员故障分析、研究非常有利。
　　 4.2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。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。 
　　4.3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。
　　 4.4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。
　　5 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。
　　6  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.
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