智能变电站继电保护系统所面临的若干问题

刘智琦 龚光军 马轩

摘 要：近年来，随着电网快速建设，越来越多的智能变电站投入运行。区别于传统变电站中的保护装置，智能站的繼电保护装置有着很大改变，其运行维护手段也不能一概而论。目前，将状态检修应用于一次设备方面的研究和实践成果颇丰。在借鉴此经验的基础上，本文提出了智能站继电保护装置的状态检修策略，可以为智能变电站继电保护装置状态检修工作的开展提供了理论支持和实践基础。

关键词：智能变电站;继电保护系统;若干问题

0引言

变电站是电力输送系统的重要组成部分，负责将高电压转换为中低电压，并将电力引导至配电线路。变电站中的继电保护装置对于变电站安全具有不可替代的意义。当变电站设备发生故障时，可以通过继电保护装置及时报警并隔离故障设施，维持基金项目：国家自然科学青年基金项目资助（61602251）电网系统的正常运行。因此，保持变电站继电保护装置的正常工作状态对于电力安全至关重要。但通常情况下，一个城市可能有几十个变电站，而一个变电站内也可能有多个继电保护装置，这使得实时地人为监测所有继电保护装置并不可行。因此，传统的做法是定期地进行人工检查，这不仅耗费大量人力物力，且可能由于各种因素存在一些难以发现的故障，例如由于恶劣天气、光照条件或杂乱环境导致的检查失误。

1建立状态指标集

在智能变电站中，保护装置的运行状态受到了来在不同层面的多个因素影响，而且每个影响因素的影响力存在明显差异，并在其中占有不同的比例。考虑到智能变电站在实际中存在投运时间短、投运数量少等情况，关于继电保护装置状态检修方面的经验极其欠缺，且整个行业内没有一个统一的切合实际的检修规范。本文在常规变电站继电保护状态检修的基础上，结合智能变电站实际运行情况、继电保护装置的技术特点和运行状态，建立了智能变电站继电保护装置状态检修的状态指标集。该状态指标集主要包括两个方面：（1）历史运行数据历史运行数据包含下面五个方面，即装置投运时间、装置家族性缺陷情况、装置随机性缺陷情况、装置平均无故障时间和装置正确动作率。（2）实时运行数据实时运行数据采自装置当前运行状态下的各类数据，可直接有效的反应当前观测装置的运行状态。考虑智能变电站中的技术特点、数字化程度和通信规约，实时运行数据包含下面七个方面，即装置外观良好情况、装置目前运行环境（温湿度）、装置绝缘和互感器绝缘情况、装置采样精度、装置通信状态、装置通道延迟和装置差流检查情况。

2继电保护装置自动测试系统的综合评价

2.1 人工测试

继电保护装置人工测试主要是面向以往的继电保护装置实际保护功能的单向检测，同时整个检测环节皆由手动方式所完成。按照测试设备检测到的待测装置存在的跳闸现象，检查并分析检测结果，着重针对测试误差予以计算，同时对测试误差进行人工记录。以此获得保护装置的测试结果。所有性能的具体信息数据均是借助人工手动的措施予以测量以及录入分析。以普通的单项过压保护为例，在整个测试工作中主要会涉及到：对即将进行测试装置过压保护的模拟量输入端子与测试仪与之相关的输出端子予以手动连接，同时也对测试装置过压保护跳闸出口端子和测试仪输入端子予以有效连接。人工设置过压保护启动值，以此延时时间。人工安设测试仪，输出故障模拟量。按照待测装置所存在的跳闸行为，着重对检查结果予以分析，同时计算测试误差予，借助人工记录的方式对测试数据信息予以全面的记录，并且编制到测试报告文件之中。在此过程中，所有工作内容皆需要由人工操作完成，测试质量受到测试人员专业技能以及专业素质的影响，不能确保测试质量，与此同时，因为测试仪器规格以及精准度又存在许多差异，促使测试案例之中的复用性以及可移植性极差，效率不高。

2.2 自动化测试系统

继电保护装置作为非常重要的二次设备，提高测试设备的测试技术以及智能化技术已经成为必然趋势。所以针对继电保护装置手工测试所面临的诸多问题，自动化测试系统的设计应该满足如下要求。积极提升测试整体效率以及覆盖率。自动化测试系统需要着重对人工测试存在的效率较低、失误率较高、测试牵涉内容极为有限，测试操作过于依赖相关测试者的测试技能与工作素养等多方面的问题予以有效的处理。不需要人工操作的闭环自动测试。通常而言，相关测试人员仅仅是将各项测试信息逐一输入到自动化测试系统之内，该系统便能够自行做好测试、结果判断以及测试报告编制的工作，以此做好闭环测试，在这整个过程中不需要任何人工操作。整个测试环节更具公开性。公开的测试流程，例如，对于测试信息记录以及日志打印等多方面，可以为测试环节的深度追踪以及失败问题的进一步分析以及处理提供一定的助力。具有自动测试执行系统以及智能测试管理系统。因为继电保护装置的相关测试工作实际上具有一定的繁杂性、工作量大等多种特性，更具高效性与合理性的智能测试管理能够为自动化测试的全面性与有效性提供良好的保障。自动化测试系统具有良好的适用性。由于同一类型的继电保护装置在各个生产企业之内有所差异，所以为了能够达到继电保护装置各项测试要求，无论是测试系统还是测试脚本的设计，都应该具有一定的便捷性与灵活性。继电保护装置自动测试系统的研发及设计在充分掌握继电保护测试装置的各项测试内容以及全方位分析智能自动化测试系统各项要求的前提下，借助不间断的研究以及深度分析设计了TEP（TestExecutePlatform）继电保护智能自动化测试系统，该系统主要涉及到智能测试管理系统以及自动测试执行系统两个层面，由于具有较强的适用性、智能化水平高、自动化水平高与测试覆盖多元化等多种特性，能够促使测试效率、测试质量与管理水平得以同步提升。TEP（TestExecutePlatform）测试执行平台的合理应用，促使自动化测试执行系统以及智能测试管理系统得以实现。该系统之内主要牵涉到测试用例以及产品需求追踪管理子系统、测试执行子系统、测试用例管理子系统以及缺陷管理子系统4个部分。

3结语

利用平移变焦摄像机拍摄的变电站实时画面，首先基于图像平滑进行去噪声处理，随后，设计了一种图像配准方案，能有效地对变电站实时图像这一类特殊图像进行对齐和配准，提升图像质量。基于尺度不变特征变换与卷积神经网络，模型能以较高的精确率识别出图像中继电保护装置的状态。

参考文献：

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