基于继电保护状态分析的电网故障诊断

曹政 程冀川 尹相国 马磊

摘 要： 针对基于逻辑关系的电网故障诊断方法诊断结果不可靠的缺点，提出基于继电保护状态分析的电网故障诊断方法。设计电网故障诊断模型，提出三种基于继电保护状态分析的诊断策略，包括电网状态诊断、保护行为诊断和断路行为诊断，以此为依据构建模型的故障假说，获取疑似故障数据。将疑似故障数据输入关联树进行迭代，以迭代结果作为所提方法的最終诊断结果。实验表明所提方法的诊断具有优异的可靠性和灵敏性。

关键词： 继电保护状态分析； 电网故障诊断； 模型； 关联树； 诊断策略； 灵敏性

中图分类号： TN915.02?34； TM77 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）13?0147?04

Abstract： The power grid fault diagnosis method based on logical relationship has the defect of unreliable diagnosis result. Therefore， the power grid fault diagnosis method based on analysis of relay protection state is proposed， the power grid fault diagnosis model is designed， and three diagnosis strategies （power grid state diagnosis， protection behavior diagnosis and turn?off behavior diagnosis） based on relay protection status analysis are presented. On these basis， the fault hypothesis of the model is constructed to get the suspected fault data. The suspected fault data is input into the relevance tree for iteration， whose result is deemed as the final diagnosis result of the proposed method. The experimental results show that the proposed method has high diagnosis reliability and sensitivity.

Keywords： relay protection state analysis； power grid fault diagnosis； model； relevance tree； diagnosis strategy； sensitivity

0 引 言

电网在人们生活与工作中越来越重要，维护电网安全、高效、可靠地运转是电网基础建设的关键点。在科技发展下，用电设备不断增多，各省市间经济、政策的沟通不断加强，我国年用电量屡创新高，电网故障带来的经济损失越来越大。电网故障具有随机性和不可避免性，造成的危害影响广泛，灵敏并可靠地诊断电网故障可以确保电网故障能够在规定时限内得以解决，是电网正常运转的最基本需求。

电网故障诊断的分析时间点是电网产生故障之后，常运用智能决策系统、设备识别系统帮助电网管理员对故障线路进行保护，实现分析或重建故障情景。文献[1]按照继电器行为推理及分析策略，提出一种基于用电设备?断路器逻辑关系的电网故障诊断方法，具有诊断效率高的优点。但是由于复杂电网中的故障分布规律难以确定，方法的逻辑关系被打破，经常出现误报、漏报，造成故障诊断结果不可靠[2]。由此能够看出，电网故障诊断不能缺少对故障数量以及类型的累积分析。因此，提出基于继电保护状态分析的电网故障诊断方法。

1 继电保护状态分析的电网故障诊断

1.1 电网故障诊断模型

当电网出现故障时，断电设备运转行为出现变化，利用互联网远程上传断电区域，故障诊断区域主要集中在断电区域[3]，可假设断电区域周边电网的断路元件运转行为具有一致性。

继电保护状态分析采用完全动态分析手段评价电网保护设备运行数据，将所取得的逻辑动态变量输入电网故障诊断模型，得到模型表达式：

一般认为，凡是能够进行连续诊断的方法都具有灵敏性，因此灵敏性只分为极优和普通两个标准。

2.3 结果分析

实验对电网故障诊断方法诊断结果的数据提取采用暂态数据获取手段，分A组和B组进行小型电网和复杂电网的故障诊断，每0.2 s采集一次诊断数据，对数据进行汇总评估。从实验情况来看，基于继电保护状态分析的电网故障诊断方法很少存在电网保护设备和断路元件拒动或误动的情况，评估结果如表2所示。其他两种方法的灵敏性和可靠性较差，不能保证用电安全。

3 结 语

本文提出基于继电保护状态分析的电网故障诊断方法，继电保护状态分析是指以电网保护设备运转情况为依据，进行电网数据的监控、保护和分析，以分析结果为逻辑关系的动态变量来诊断电网故障。实验结果表明，继电保护状态分析在电网故障诊断中具备优秀的灵敏性和可靠性，可大大加强用电安全。

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