继电保护综合故障分析系统研究与应用

李海绯

【摘 要】目前，科学技术的发展迅速，电力工程的发展也越来越完善。电力企业运营与发展的关键问题在于，如何提升电力系统的价值，使其更好地服务于人们的生产、生活。而继电保护装置的推广以及应用，使得这一问题得到了有效的解决。当电力系统出现故障的苗头，继电保护装置就可以发挥作用，及时将故障切除，使得故障被扼杀在可控制的范围之内，最大程度上降低其对人们生产、生活的不利影响。而故障分析处理系统，则是这一装置的集成化、智能化、高效化发展，其推广与应用，为电力系统的运行提供了全面的保障，为我国电力事业的发展，注入了新的活力。

【关键词】继电保护综合故障分析系统;研究;应用

引言

为了解决传统人工故障分析模式下获取信息耗时长、信息不全，不能快速准确判断电网故障时保护是否正确动作，影响电网故障后快速复电的问题。本文以提高电力系统故障响应速度为导向，立足于智能电网的自动化、智能化的特征，提出研究一套变电站继电保护故障可视化分析及状态预警系统，实现基于SVG可视化技术的设备故障动态反演、多维度可视化综合故障分析及保护设备元件级状态监视与预警等主要功能。系统在电网故障时能够自动全面获取故障量特征信息，结合保护定值、开关量变位、保护动作时序等因素综合判断保护动作情况，进行动态反演，并将故障时保护相关信息及动作情况自动发送到移动终端，最终给出保护动作结论并提供检修方案让运维人员快速恢复电力系统。

1电力系统继电保护及故障检测的作用

继电保护及故障检测的主要作用是保证电力系统的安全性，如果电力系统中继电保护的设备和元件出现故障问题，则此时继电保护装置能够体现出选择性、灵敏性、速动性和可靠性特征，向存在故障的设备和元件最近的断路器发出切断指令，确保故障能够被切断，避免故障问题的扩散，降低故障设备和元件对电力系统的破坏程度，提高电力系统的安全性。继电保护装置及故障检测还能够针对电力系统中的保护设备和滤波设备等二次装置进行实时监控，确保电力系统安全稳定运行。同时继电保护装置及故障检测还能够实现对电力系统异常情况的自动分析，且具有快速性和准确性，能够高效诊断出故障发生位置和故障性质。电力系统中设备出现故障或处于异常工作状态时，继电保护装置能够根据设备的运行维护标准和异常工作情况进行提示，即通过发出报警信号的方式，确保工作人员能够及时了解到电力系统中存在异常运行情况，同时能够以最快的速度进行处理，保证设备的安全性。如果设备出现故障时，现场没有工作人员，则继电保护装置能够直接针对系统进行处理，如切断故障电气设备，以确保电力系统的安全性和稳定性。

2继电保护综合故障分析系统优化

2.1仿真模拟

这一系统的仿真模拟应用，指的就是通过一些模拟的实验与测试，使相关工作人员了解到有关这一装置的参数设置情况，从而及时作出相应的调整，避免问题的扩大化。相关工作人员观察参数的设置是否同实际状况相符合，如果有一定的出入，应当立即对其进行调整，设置科学、合理的继电设备保护参数，使其更好地服务于实际工作的开展。在仿真模拟的工作阶段，真实性是放在首位的工作要求。换句话说，仿真模拟所进行的实验与测试，必须以各种继电保护装置的仿真模型为基础。只有这样，模拟后所得到的结果才具有参考性，才可以作为参数设置的理论、数据来源。除此之外，仿真模拟要兼具灵活性与多样化的特点，即模拟装置的参数设置情况应当可以被工作人员随时查看和修改，而且故障的设置也要考虑到电力系统运行的不同情况、不同状态，设置尽可能丰富的故障，从而提高仿真装置的现实价值，使其更好地服务于实际工作的开展。

2.2基于SVG可视化技术的故障反演

SVG是由国际互联网标准组织制定的一种新的二维矢量图形格式，同时也是一种完全基于XML的矢量图形文本标识语言，已经逐渐成为网络矢量图形的业界标准，其在电网系统中早有应用。在针对电网预警和停电计划处理系统实际需求的研究中，就提出了根据IEC61970CIM标准建立的电网数据模型，并以SVG作为图形交互的操作对象，用Java语言和Batik工具包进行图形界面开发的技术方案。该方案以目前被广泛支持的CIM和SVG作为数据源，同时兼顾了跨平台和跨操作系统的需求，已应用于某地区电网预警和调度停电计划信息处理系统。故障反演是数据信息化的处理过程，利用输电线路频域传播特性和反演理论构建输电线路故障电流行波波形的反演模型。继电保护故障分析依赖于装置的录波信息以及动作保护逻辑图。但是动作保护逻辑图的展示格式没有统一的标准，导致目前故障分析工具依赖具体保护厂家，缺乏实用性。随着SVG技术的发展，电网专家们提出了一种基于SVG图形的保护逻辑图的表达方式，通过标准化的定义输入关联、逻辑关系、连接线等元件，即将这些保护动作元件、逻辑、事件等所有相关信息通过SVG技术进行对象化建模，形成标准化保护逻辑关系图，配合标准化的录波文件，清晰地完成继电保护设备的故障反演。

2.3变电站综合自动化继电保护与故障检测方法

变电站综合自动化继电保护与故障检测措施主要是将自动控制系统、计算机信息采集系统和处理、网络通信系统等多个技术综合在一起进行电力系统保护，包含测量功能、信号功能、保护功能、控制功能、计费功能、继电保护功能、紧急控制功能、故障录波功能、RTU功能、维修状态信息处理功能等，实现对电力系统的综合化管理。变电站综合自动化计算机系统能够替代工作人员实现对数字化变电站的监测，包含监视、控制、操作、测量、记录和统计分析，同时还能够实现对故障状态的监视，针对故障问题及时发出报警信号，且能够针对故障按照顺序进行记录。实现利用通信网络针对变电站整体协调问题和功能单一问题等进行处理，将其分割成各个独立的装置，同时满足资源共享、远方控制与信息共享等变电站集成自动化。此外变电站集成自动化系统，能够将间隔继电保护的控制、保护、数据处理等全部集成在多功能数字装置中，采用光纤总线进行连接，以确保满足间隔内部、间隔间、间隔同站级间的网络通信，从而实现对整个继电保护系统的优化。

2.4预置式耦合故障报告自动构建技术

预置式构件是指具有相对独立功能和可复用价值的构件。由于构件具有多种形态，因此存在多种组装方式，例如基于黑盒的组装与基于白盒的组装。前者在组装过程中不需要了解构件的内部实现，也不对构件进行改动;而后者则需要了解构件的内部实现，且允许对构件进行改动。保护故障报告主要涉及保护开关动作情况、录波情况、故障情况等内容组成，根据不同的保护故障类型组合后生成报告内容，对于此类报告的生成完全适合采用组态构件的方式，在已有的预置式故障报告中进行组合筛选。WebServices是构建大型、复杂应用的理想技术。它提供了全新的系统设计思路，系统的模块、功能可以非常独立地设计，各模块之间通过接口查询以及自描述的XML格式的数据交换，使预置式构件与构件之间形成一种弱耦合的关系，可轻松地将各个模块、功能集成为一个大型的系统。

结语

继电保护故障分析处理系统在电力系统中的应用，使得电力系统的故障分析和处理更加的智能化，确保了继电保护的有效性。使得继电保护能够根据电网的实际运行情况进行实时的检测，一旦发生故障，能够迅速做出反应，进行故障切除，降低电网损失。目前，随着科技的发展，应该加大继电保护故障分析处理系统的研发，使之不断升级，从而满足电力系统发展的需求。

参考文獻：

[1]胡居浩.刍议继电保护故障信息智能分析方案及应用[J].电子世界，2013（22）：36+37.

（作者单位：国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司）