智能变电站继电保护可视化技术

李雅玲 朱宁

[摘 要]继电保护装置是电力系统的重要组成部分，保障系统的安全运行。然而继电保护装置运行中容易发生很多故障，会对继电保护作用产生影响。本文分析了职能变电站继电保护存在的问题，进而提出故障可视化方案分析。

[关键词]智能变电站 继电保护 故障可视化

随着经济的快速发展，我国各行各业用电需求量不断增加，对于电力系统的可靠运行提出了更高的要求。在这种情况下，我国电力改革不断深入和发展，综合利用现代信息技术、通信技术、控制技术等积极构建智能电网，其中，新一代智能变电站继电保护方面的研究对于保障变电设备的安全运行意义重大，符合电力事业的发展需求。新一代智能变电站继电保护故障可视化是科技进步的体现，通过故障可视化分析方案，继电装置能够快速、准确的判断设备的运行状态，并将故障信息及时传递给运行维护人员，使得故障能够得到有效的检修和解除，提高变电站的继电保护效果。

1 智能变电站继电保护故障概述

通常情况下，智能变电站继电保护会发生各种突发情况，但具体而言，常见的几种异常情况主要包括高频保护以及母差保护、瓦斯保护和微机保护、距离保护。当定期通道的实验参数不能满足具体运行要求时，直流电源消失、装置故障信号无法复归，在这一情况下就会发生高频保护。而母差保护是在母差直流电压消失、母差交流断线及母差不平衡，并且电流不为零的情况下发生的。瓦斯保护主要发生在变压器滤油、加油和换硅胶过程以及潜油泵、清理吸湿器、冷油器等过程;如果系统四保护灯亮或者总告警灯亮，但在此过程中告警插件的信号灯不亮及CPU发生故障、打印显示CPU×ERR，此时就会出现微机保护;除此之外，当系统的三相电压回路断路或者PT退出运行、助磁电流过小或者过大，如果负荷电流超过允许电流值，就会出现距离保护。

2 智能变电站继电保护故障可视化技术方案分析

2.1 继电保护故障信息的生成

当启动变电站的继电保护运行装置后，无论对其进行任何操作，系统都会自动将多个历史操作文件进行完整记录，这些数据文件主要包括动作情况的简报文件以及故障录波文件、中间节点文件等，这些相关的继电保护装置运行故障信息传输主要依靠DL/T860展开操作。因此，当继电保护装置在启动或者关闭系统设备时，系统中自动生成的故障录波文件记录的时间与中间节点文件具体时间一致。但是，故障录波文件与中间节点文件存在一定差异，中间节点文件除了包含继电装置内部相关逻辑控制信息外，还包括故障录波文件中记录的有效信息。因此，中间节点文件可以清晰显示继电装置运行故障的可视化保护逻辑关系图。对于故障录波文件而言，系统中只包括每一次系统设备启动、关闭或运行的相关重要信息。因此，从二者记录的故障信息中可以看出，故障录波文件信息与中间节点信息文件的主要作用不同，前者用于系统运行故障的判断和分析，而后者主要被用于故障的深入分析。所以，针对这一特征，智能变电站继电保护的故障可视化研究，需要充分利用中间节点自动生成的继电保护逻辑关系图，从而结合图示信息建立具体的运行故障模型，使继电保护的故障可视化呈现。

2.2 对继电保护故障的逻辑关系图进行可视化分析

在故障可视化分析过程中，应该充分利用继电保护装置逻辑关系图中的可视化功能，将其应用到继电保护故障录波分析过程中，通过时间关系，结合故障简报以及继电装置自动生成的录波文件、中间节点信息文件，对故障信息展开科学分析。在此环节中，可以清晰掌握故障发生的每一个节点，同时也可通过可视化功能，使继电保护功能相关部件之间的动作逻辑以及先后运行顺序进行可视化呈现。在具体的故障可视化分析过程中，应该通过“高量”表示继电保护中间节点信息文件所记录的相关动作情况。与此同时，还要对基础单元中可视化图形的绘制风格进行定义。

在故障运行逻辑图中包括“state”这一文件，其可以表示相应图元的个体属性。同时，采用图元内部保存的对象属性文件“sta”表示相应定义单元的全部图元对象以及相应图元的所属状态。同时，还可以结合图元内部的对象属性文件“sta”参数值，绘制图元模板中的内部对象。因此，继电保护的故障可视化呈现图形，完全可以按照逻辑图单元中的对象属性“sta”值的不同，显示出不同的风格特征。通常情况下，在对我国新一代智能变电站继电保护故障的可视化技术方案进行研究分析时，为了采用更加简洁的图像进行故障可视化呈现，需结合“keyid3”这一参数值，对相关的连接线进行条件绘制，其中红线表示“sta”值为“1”，而黑线表示“sta”值为“0”。

2.3 继电保护逻辑关系图的G语言互操方法分析

通常情況下，采用G语言对智能变电站的继电保护逻辑关系图进行科学自描述，同时利用G图形处理工作对应用服务器中的对应逻辑关系图进行科学分析。在我国电力系统中，经常应用的标准化图形描述语言就是G语言，因此其十分有利于不同厂家之间进行互操。但是，在具体应用实践过程中，由于不同的电力企业G语言使用情况存在一定差异，所以在具体互操过程中，通常采用两种不同的互操方式进行工作。一种是厂家只需通过G语言直接进行配合展开互操作，但互操过程不需进行任何相关工作。因此，可确保智能变电站继电保护故障可视化呈现具有一致的风格。而另外一种情况是，厂家不需采用G语言进行可视化操作描述，只需将可以执行继电保护故障可视化分析的插件引入系统即可。当需要进行故障分析时，便可直接调取程序中的运行插件。这种故障可视化技术方案的主要优点是，可以利用一个可视化故障分析插件，同时满足不同型号智能继电装置的故障分析需求。在此过程中，为了便于智能变电站继电保护故障可视化呈现操作调取相关数据波形，需要确保插件具有附加调用参数功能。

2.4 智能变电站继电保护故障可视化模型分析

通过上述分析发现，继电保护逻辑关系图的自描述可采用G语言开发与解析模块，并在波形分析过程集中引入G语言开发解析模块。在这一解析模块中，继电保护逻辑关系图可充分利用波形工具增加故障回放功能，相应的时间节点文件会在录波文件打开时，同时被自动打开。从上述图示中不难看出，继电保护装置自动启动或运行过程中，波形分析工具会针对可视化保护逻辑图与故障波形展开同步回放分析。在实际运行过程中，继电保护装置在运行或启动时，会自动生成中间节点文件及故障简报文件，故障路波器会利用文件服务器从保护继电系统中调取相关故障信息文件，故障信息再经过故障录波器进行展开传输。所以，在整个智能变电站继电保护故障可视化技术方案中，综合应用服务器以及系统故障录波器、调度端都能进行故障的可视化分析。

3 结束语

综上所述，本文结合实际情况制定了一种新一代智能变电站继电保护故障可视化技术方案。在该技术方案实施应用过程中，主要通过电力系统中的G语言这一逻辑图形描述规范展开自描述。而系统后台服务器则通过通用的G语言解析工具，对智能变电站的继电保护故障可视化逻辑图进行可视化回放与技术解析。这一技术方案在一定程度上避免了不同厂家、不同设备之间互操性与兼容性问题出现，而且保证故障逻辑图与继电保护程序之间的信息一致。所以，这一技术方案值得应用与推广。

参考文献：

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