继电保护装置态势感知及辅助决策的智能运维系统

甄理

摘要：继电保护是电力系统的重要组成部分，继电保护系统在运行中发生故障，会给电力系统的安全稳定运行造成影响。本文对继电保护装置态势感知及辅助决策的智能运维系统进行分析，以供参考。

关键词：继电保护;态势感知;辅助决策

引言

随着技术的进步与发展，在变电站中，使用继电保护设备较为普遍，由于变电站的磁场较强，再加上其高压设备较多，若强电磁干扰设备，极易引发安全事故。大气干扰或供电系统的外干扰也会影响弱电设备，但随着我国继电保护技术的增强，可有效保护变电站。

1变电站继电保护的工作原理

在运用继电保护技术保护变电站的过程中，其目标也较为明确，利用该技术后，可使变电站供电变得更加可靠。检修继电保护设备时，可提升该设备的可用系数与可靠性，防止出现传统检修方式的不足，并使相关设备的寿命得以延长，进而使用户用电变得更加安全、可靠。與此同时，保护用电设备的安全也能促进相关企业的经济发展，当前，在电力系统行业内，正广泛应用继电保护技术，且相关的保护装置也可进行远程输送，技术人员可利用其数字化的特征，尽快实现系统抢修。当前的抢修方式与过去有所不同，由预知性检修替代了计划性检修，使检修的盲目性有效降低，改变了过去由经验来判断检修的方式。

2继电保护所发挥的作用

继电保护在电力系统发生内部故障或不正常运行状态时，能够智能识别电力系统本身的故障或危及安全运行的事件，根据故障的性质，在保护装置可能实现的最短时间和最小范围内，将运行的故障设备从系统中切除，或及时发出报警信号。具体而言，主要功能包括：（1）监控电力系统中设备的运行，当被保护的设备发生故障时，相应的继电保护装置迅速精确地给故障元件相关的断路器设备发出跳闸指令，让故障设备第一时间从电力系统中切除，将事故影响范围降到最小，降低对电力系统安全稳定供电的影响。（2）科学智能传达电气设备各种不正常运行状态，并根据不正常运行状态和设备运维条件的迥异而发出相应的指令，警醒值班工作人员及时高效地采取相应的措施，或可由自动装置自动进行相关的跳闸及控制。（3）实现对电力系统设备的自动化控制和远程操作，以及对工业生产的自动控制。

3继电保护的常见故障类型

所有互感器的二次绕组回路都必须有且只能有一点接地。现场由于等电位地网及二次回路接地不规范，二次电气设备繁多且二次回路接线复杂，再加上电缆绝缘老化以及人为接线错误等因素，导致二次回路经常出现多点接地的安全隐患，在外部严重干扰情况下，出现继电保护装置误动作或拒动的安全事故。如当PT二次回路出现多点接地，在一次系统出现接地故障的时候，因故障点电位及变压器中性点电流的影响，造成保护装置采样到的二次电压与实际故障相电压不一致，对保护装置的动作行为产生影响，出现保护拒动或者误动的风险;当CT二次回路出现多点接地，当一次系统出现接地故障的时候，因二次电流回路存在分流，导致保护装置采样到的电流出现一定的偏差，对保护装置的动作行为产生影响，出现保护拒动或者误动的风险。

4开展变电站继电保护的具体试验

技术人员在试验前，需仔细检测继电保护装置内部的电流与电压值，其方式可选用合并器内部的光数字信号，传统继电保护装置的测试仪器只能将模拟量输出，而当前的新型测试仪，即光数字信号仪器，在开展测试的过程中，该仪器可借助保护装置内部的光纤进行直接输入测试，此方式有效避免了相应误差，减少了多种传统式检验步骤，如采样精度或零漂等，节约保护成本的同时，也改善了保护装置的使用效率与效果。为满足继电保护装置的实际需求，工作人员还需严格保证数据传输的时间间隔，若其传输时间差距较大或并未同步，应合理选择保护装置，并对母线保护或变压器保护等实行科学的测试与管理。

5智能电网的继电保护新技术研

以往的继电保护系统采集的信息主要是单端量或双端量，数据信息有较大的局限性，无法适应现代智能电网继电保护需求，不利于国家电网安全运行。而广域保护技术主要以电网的子集作为分析和处理最小单位，之后在整个电网域的范围内对多个子集信息进行汇总分析，准确判断电网出现故障的位置及原因，最后得出解决问题的方法。在广域保护技术中，最大的优点是安全自动控制系统，不但能对故障进行处理，还能实现自动复位，以提高继电保护装置的自适应能力和工作效率，进而维护智能电网的稳定性和安全性。

6态势感知

继电保护运维手段多以人工为主，装置上送的告警信息不能直观反映各个保护功能的状态。且保护功能运行与否涉及的因素很多，靠运维巡检人员无法准确、迅速地得到现场运行保护装置中各个保护功能的实际运行情况，也无法从全局角度短时间制定出准确的运维策略，甚至可能导致电力系统一次设备处于“无保护”状态，给电力系统安全稳定运行带来隐患。最新的智能站保护装置已经具备综合了保护信息的保护功能状态评估功能，但对于存量变电站保护设备，迫切需要实现保护功能状态评估功能，提高保护运维水平。这类保护设备不具备标准化词条、模型，难以采用统一的方法进行保护功能状态评估。为此，提出了基于保护信息模糊识别的变电站保护设备功能状态的判别方法。

7辅助决策

保护远程运维数据通过调度数据网送至调度主站的保护运行信息采集平台，进入当前数据分析区，即实时数据区。当前数据分析区的数据会同步转存至历史数据池，并判断是否有告警触发辅助决策：存在异常告警的情况下，一方面进行影响性分析，包括保护功能状态、自主巡检结果以及告警信息处理等;另一方面进行历史库检索，查看类似异常以及处理方法。两方面共同生成检修辅助决策。运维检修人员根据辅助决策信息，完成对二次设备异常的处理后，应将此次异常处理的详细过程及结果输入进历史数据池，作为经验积累不断丰富决策库内容。

8远程运维

基于虚拟链接及网关透明转发技术，可以使位于主站端的调试工具软件远程直接访问子站端的继电保护装置，有利于设备厂家技术专家远程协助快速处理现场问题，缩短消缺耗时。远程运维应支持召唤装置内部日志文件和数据等调试级应用。从安全角度出发，远程运维不允许主站端的调试软件直接接入变电站监控网络，因此访问站内装置必须经过纵向加密装置和出口网关实现。可以利用变电站内的保信子站装置作为子站端出口的透明网关，并通过已有的通信通道建立主子站之间的虚拟连接，完成对上对下通信。这种结构使得采用串口接入透明网关的装置也能实现远程调试。

结束语

总而言之，随着我国社会经济的快速发展，电力需求量逐渐扩大，智能电网建设对我国经济发展具有重要的意义，而继电保护技术是智能电网安全稳定运行的排头兵，是电网向智能化、数字化发展的基础。因此，电力工作人员一定要认识到继电保护的重要性，加强继电保护技术的研究工作，为智能电网安全稳定运行提供基础保障，促进智能电网健康可持续发展。

参考文献：

[1]李祖明，基于继电保护装置态势感知及辅助决策的智能运维系统[J].电力系统保护与控制，2019，48（19）：142-150.

[2]陈福锋，变电站继电保护就地化整体解决方案研究[J].电力自动化设备，2017，37（10）：204-210.

[3]余越，智能变电站继电保护装置网络压力产生原因及测试方法研究[J].电力系统保护与控制，2017，45（18）：156-162.

[4]杨慧霞，继电保护装置测试用例智能生成技术的研究与实现[J].电力系统保护与控制，2017，45（17）：124-129.

[5]李保恩.智能变电站继电保护装置自动测试平台的研究和应用[J].电力系统保护与控制，2017，45（07）：131-135.

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