大数据下继电保护通讯系统故障定位方法研究

贾 楠

国网济宁供电公司 山东 济宁 272000

引言

就目前来看,安全自动装置、微机型保护、故障录波器均在电力系统中得到了有效应用,以通讯方式对故障信息进行传送。随着时代的发展,电力系统数据通讯网得到了有效创新,其规模逐渐扩大,为促进电网运行的安全性,将继电保护故障信息处理系统应用其中十分必要。

1 继电保护故障信息与通讯协议的结合必要性

在电力系统继电保护中,要结合实际情况根据不同配电线路的特点,去采取不同的继电保护配合方式进行保护。在一定情况下,当这种配电线路发生故障时,各线路中分段开关的短路电流是各不相同的,而且在线路中短路电流之间相差比较大。所以说在这种情况下,应该选择多级极差配合方式,配电线路中电流定值与延时极差之间相互配合就能够快速的切断发生故障的线路。近几年,我国电力系统的数据通讯网获得了前所未有的快速建设和发展,数据通讯网的规模和容量大大增强,这些有利条件为继电保护故障信息与通讯协议的结合提供了可能,可以提高电网安全运行的信息化水平,实现快速有效地处理电网故障、恢复系统正常运行。继电保护故障信息与通讯协议的结合从而形成故障信息系统,收集管理电网中各运行厂、站中的保护装置、安全自动装置等涉及电网异常时的装置的动作信号、断路器的分合信号以及装置的运行异常信号;微机保护装置和故障录波器的故障录波数据和故障报告、保护的定值等以及对这些数据、信号的综合、统计、计算和分析等处理与管理,实现继电保护运行,为继保人员对保护安全自动装置及故障录波器的动作行为分析和现代化运行管理提供必要的支持。

2 现代大数据下继电保护通讯系统故障定位方法

2.1 继电保护的基本原理 继电保护装置必须得确认被保护原件是处于正常运行状态还是发生故障状态,是保护区内故障还是区外故障,这样才能及时切断故障部分,保证整个通讯系统能够正常运行,从而不受到故障干扰。这一基本原理需要根据通讯系统前后电气物理量的特征变化量来决定。系统发生故障后,主要的电气物理量的特征变化量有：电流增大,故障部位会发生明显的电流异常增大现象;电压降低,故障部位前后会发现明显电压降低,越靠近短路部位,电压越低;电流与电压之间的相位角发生改变;测量阻抗发生变化。

2.2 降低继电保护信号传输中误码率的方法 在实际工作中,继电保护通讯传输所需的通信接口设备和SDH 设备均放置在主控室,由-48 V 直流电源进行供电。变电站周围的雷击、设备放电及倒闸操作,通过电磁场空间辐射的方式干扰通讯设备。多年的运维经验发现,各地区SDH 设备接地做得较好,但通讯接口设备的管辖权一直存在争议,导致通讯接口设备的接地易被忽略,致使通讯误码率上升,影响通道的运行质量。针对这一问题,可采用屏蔽或绝缘良好的接地。具体地,通讯接口设备的接地端应接在截面积为100 mm2 的接地铜牌上,并与SDH设备接入同一接地网;2 M 线应选用专用的同轴电缆,屏蔽层应两端接地。

2.3 继电保护的优点 相较于以前的贝叶斯网络模型,继电保护的优点在于比贝叶斯模型法更加简洁,更加有时效性,更加准确。继电保护装置没有特别复杂的网络模型,简化算法。继电保护比传统贝叶斯模式更有实效性,在发现故障的同时就将故障处理,不需要繁杂的信息传递,继电保护具有高度的准确性,一般都只会针对故障部位进行处理,而贝叶斯模型法,在繁杂的信息传递过程中,有可能信息出现误差,波及其他正常部位,带来不必要的损失。

2.4 故障录波数据通讯协议V 继电保护和通讯协议的结合主要目的是让通讯把继电保护故障或者跳闸信号更好更快更准地传输到主站,以便电网和发电企业更好地了解设备运行情况确保安全平稳供电。经笔者分析,故障信息系统故障数据通常为电网故障前后开关量与模拟量数据。就目前来看,微机保护装置应用频率越来越高,其内存容量也越来越大,将保护装置应用其中能对保护前后开关量与模拟量数据进行记录,能充分降低故障发生率,对继电保护起到一定作用。故障录波数据庞大,并具有一定复杂性,为了提高数据分析水平,可采取COMTRADE格式,便于文件的存储。从原则上来看,故障录波数据通信协议应采取COM-TRADE格式,从而实现通信标准化的提升,使通讯可靠性得到提高。FTP文件传输协议任务是由一台计算机向另一台计算机传送,FTP在文件传输中应用频率较高,具有可靠性、稳定性。

2.5 继电保护的基本要求 继电保护为了更好的完成他的工作和任务,需要在技术层面上满足选择性,速动性,灵敏性和可靠性四个基本要求。选择性：当通讯系统发生故障的时候,继电保护装置仅将故障部位从系统中切除,不能选择其他任何部位;速动性：系统故障发生以后,继电保护装置要迅速反应起来,将故障部分切除,时间就是金钱,这样可以将损失降到最低;灵敏性：继电保护装置要时刻保持灵敏性,收到指令后要立即行动;可靠性：可靠性包括安全性和信赖性。当没有发生故障的时候,继电保护装置不能误动。当发生故障的时候,继电保护装置不能拒动。误动和拒动都会给通讯系统带来巨大的损失。

结语

继电保护故障定位方法的出现,在这个大数据时代,对于通讯系统来说无疑是来说是一个巨大的福音。它的出现加快了通讯系统的飞速发展,解决了快速发展过程出现的频繁故障,节约了大量的人力和物力,在不影响人们正常生活的前提下,做到了利益最大化和时效最快化。但是继电保护故障定位方法并不是完美的,依然存在着许许多多的不足,这需要每一个科技工作者不断开拓,积极创新,不断地去完善他,让继电保护定位系统更好的为人类造福,通过一代又一代的人不断改善,优化系统,这样才能满足大家对于高品质生活的需求,也是人类文明的不断发展。