新一代智能变电站继电保护故障可视化研究

张 琛

国网湖南省电力有限公司检修公司 湖南 长沙 410000

1 导言

随着社会的发展,科学技术的创新与进步,变电站的建设也在不断完善和革新。继电保护装置是保证系统电网安全的运行的前提,为了减少变电站设备的损坏和为地区供电提供可靠保障。在变电站运行时,故障可视化分析方案,可以及时发现故障并将信息传递给继保运维人员,从而使运维人员能够根据实际情况制定科学合理措施对设备进行检修,继而实现电力系统的稳定运行。

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故障可视化系统功能分析

3.1 科学控制负荷 变电站继电保护装置在实践运行中经常会出现负荷问题,通过智能化检测设备运行的负荷,能够保证有效对其进行控制,在检测到负荷之后,系统根据信息指导原则进行科学合理的处理,并有效进行系统运行状态的调整,能够对于变电站中的复核问题进行有效控制和管理。通过上述措施,能够尽量避免设备出现故障问题,确定系统稳定运行,利用好信息的传输和备份,便于日后查询和处理。

3.2 智能化报警 系统具有自动化收集、整理数据的作用,通过对于统计数据进行分析,能够判断设备的具体运行情况,同时,便于判定设备故障所在情况。由于智能报警系统的作用,能有效开展大部分的事故处理,满足系统维护的需求。

3.3 运行可视化设备 通过系统进行相关数据收集,经过系统分析和处理,能够获得设备的具体运行情况,便于观察、分析设备的情况,进一步丰富数据库系统,及时更新存储的数据资料,并通过可视化的方式进行展示,能提升工作效率,便于进一步开展高效管理。

3.4 维护信息源 对于智能变电站所的信息进行收集和整理,满足管理目标一体化要求,便于进行信息的传递处理。通过对于信息资料的分析,并结合软件用图表形式进行展示,并建立相应模型,便于考察设备具体运行情况,有助于实现变电站的维护。

4 智能变电站继电保护现状及常见故障

4.1 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。

4.2 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。

5 新一代智能变电站继电保护故障的可视化

5.1 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况,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。

5.2 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。

5.3 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。

6 结束语

在开展变电站继电保护智能化工作中,应该重视其存在的故障问题,并能结合实际需求来发挥智能变电站的最大化效益,利用故障可视化系统的作用,能够更方便进行数据信息分析,在此基础上,更可制定有针对性的建设性措施,保证充分发挥保护装置的作用。