智能变电站中继电保护的故障可视化分析

徐红瑞

摘要：继电保护是研究电力系统故障及异常运行工况，以探讨相关故障的应对措施及反事故自动化处理程序。在智能变电站中，继电保护是维持变电站正常运行，降低相关意外事故的重要环节。然而在继电保护中可能发生诸多故障，对继电保护的相关作用造成影响。基于此，本文逐一分析继电保护中可能存在的问题及如何做到故障可视化。

关键词：智能变电站 继电保护 故障可视化

中图分类号：TM76 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）12-0222-01

继电保护故障一般是通过打印保护动作报告、动作录波等环节来进行分析的，这一系列环节不仅较为繁琐，而且仅能看到继电保护装置的最终状态，不能对继电保护装置的内部工作状态和潜在隐患进行分析。

1 继电保护常见故障异常简述

继电保护中的异常情况较多，但总的来说可以分为母差保护、高频保护、距离保护、微机保护和瓦斯保护等几类。母差保护是在母差交流断线、母差直流电压消失、母差不平衡电流不为零等情况下发生的。高频保护是直流电源消失、定期通道实验参数不满足要求、装置故障或通道异常信号无法复归等过程中发生的。距离保护一般发生在PT退出运行或三相电压回路断线、助磁电流过大或过小、负荷电流超过允许电流等情况下。微机保护则是发生于总告警灯亮或四保护灯任意一个亮起、CPU故障、告警插件信号灯不亮、打印显示CPU×ERR等情况下。瓦斯保护一般是在变压器加油、滤油和换硅胶过程、清理吸湿器、潜油泵或冷油器检修后投入等过程中。

2 继电保护故障可视化方案浅析

2.1 生成故障信息

继电保护装置启动后，在进行相关动作时会形成多个动作记录文件，主要包括了故障录波文件、动作情况简报文件和中间节点文件。故障信息采用DL/T860的方式进行传输。继电保护装置每一次动作或是启动时，生成的中间节点文件和故障录波文件的记录时间是完全一致的。但是这两者之间存在一定的差别，故障录波文件仅仅包含该次动作或启动的概要情况信息，而中间节点文件不仅包含了故障录波文件所记录的全部信息，更包含了继电装置内部相关保护逻辑对于刺激的实际动作情况信息以及可以使故障可视化的继电保护逻辑关系图。此外，故障录波文件的信息主要是用于故障的初步分析，而中间节点信息文件可以被用于故障的深入分析。因此，继电保护故障可视化，就应该充分利用中间节点文件所产生的继电保护逻辑关系图，建立故障分析模型，使故障直观可视。

2.2 故障可视化分析

故障可视化分析应该将继电保护逻辑关系图的可视化功能中引入故障录波分析，通过时间的关系，结合继电装置生成的故障录波文件、故障简报以及中间节点信息文件对发生的故障进行综合分析。如此便可准确清晰地重现故障发生过程中，各个继电保护功能元件之间的先后顺序以及动作逻辑。在对继电保护逻辑关系图进行可视化分析时，应该将中间节点文件所记录的相关动作情况在逻辑关系图中使用高亮表示，图形的绘制风格要在基础图元中进行定义。逻辑图中每个图元都包含一个state，可以表示相应图元的个体属性。图元内部存在对象具有属性sta，可以表示相应图元的所属状态以及定义图元时的所有图元对象。在图元模板中，相应内部对象可以根据sta的值进行条件绘制。所以，最终图形就可以根据sta值的不同，通过不同风格显示。一般情况下，为了使图形较为简洁，仅根据keyid3的值对连接线进行条件绘制，而在sta值为0时使用黑色线，在sta值为1时使用红色线。

2.3 互操作方法

继电保护逻辑关系图的自描述方式一般是采用G语言，应用服务器则可以通过G图形处理工作对逻辑关系图进行分析。由于G语言是电力系统所应用的标准化的图形描述语言，因此可以在不同厂家之间实现互操作。但是在实际情况中，不同厂家对于G语言的使用习惯也不尽相同，所以在互操作过程中一般有两种方式。第一，如果厂家使用G语言，则可以直接进行配合，实现互操作，不需要另做其他工作，并且能够使相关故障分析具有一致的显示风格；第二，如果厂家没有采用G语言，则可以引入一个可以执行可视化分析的故障分析插件，在故障分析时直接调用即可。而且对于不同型号的装置，也只需一个故障分析插件就能够满足分析需要。此外，故障可视化分析插件需要附加调用参数的功能，以调取相关数据波形等。

2.4 故障可视化分析模型

通过上述步骤，可以通过继电保护逻辑关系图的自描述借由G语言开发解析模块，并将其集中引入到波形分析的方法中。同时相应的波形分析工具能够使继电保护逻辑关系图增加故障回放功能，在录波文件打开时自动打开相应的时间节点文件。这个过程可以简化为图1。

通过该图可以清晰认识到，继电保护装置产生动作或启动时，生成相应的记录文件，并传送到服务器，最后通过服务器或调度端就可以实现故障的可视化分析。

3 结语

继电保护的故障可视化是智能变电站维持正常输送电故障的基本保障，通过对继电保护装置的工作过程研究，可以运用G语言从相应的动态记录文件入手，实现故障的可视化分析。

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）.

[2]黄新志.刍议新一代智能变电站继电保护故障的可视化分析方案及应用评估[J].大科技，2014（33）.

[3]刘武.新一代智能变电站继电保护故障可视化方案[J].广东科技，2014（20）.endprint