基于自适应算法的二次回路故障隔离技术研究

中核浙能能源有限公司 陈宝成

对于大型电力工程以及电力系统的建设运行来说，二次回路在其中发挥着重要的作用和价值，其主要是对一次电气设备进行保护与控制，因此需要保证二次回路运行的安全性以及稳定性，以此保证为社会发展与居民日常生活提供充足且稳定的电力资源。

本公司对二次回路故障相关问题进行了深入的研究与分析，发现二次回路运行的稳定性通常会受到故障的影响，因此技术人员提出了基于自适应算法的二次回路故障隔离技术，并将其应用于实际工作之中，从根本上提升了故障解决处理的有效性以及时效性，降低了故障问题对其他电力系统造成的不良影响，从根本上保证二次回路运行的稳定性以及安全性。

1 二次回路故障隔离技术中的自适应算法原理

对于二次回路故障隔离技术来说，其在实际运行过程中，首先需对二次回路存在的故障进行精准定位，随后进行隔离处理，此时在对故障定位的过程中自适应算法发挥着重要的作用和价值。自适应过程是一个不断逼近目标的过程，所遵循的途径以数学模型表示、称为自适应算法。此时自适应算法的目标为二次回路故障问题，其在接近目标的过程中主要是利用数学模型，并按照模型途径和流程开展相应的计算，以此接近二次回路的故障区域[1]。

本公司研究人员不断进行探讨，发现应用自适应算法可以根据自身的需求输入数据内容，在自适应算法的支持下可以对参数进行相应的调整，以此保证达到自身的需求，获取最优解，且自适应算法具有学习能力，通过输入的数据内容进行相应的学习，以此提升问题解决的能力。自适应算法在运行的过程中，其算法数学模型公式如下所示：

式中：W表示自适应度；k表示学习率；e表示收敛性；d表示马氏距离；T表示干扰性；X表示变量。其中：公式（2）表示权值；公式（3）表示输入值；在公式（1）中为μ常数，其决定了自适应的速度以及稳定性，也是上文中提及到的学习能力的学习率，直接影响获取最优解的时效，即明确二次回路故障的时间。同时，本公司研究人员在进行研究的过程中，发现利用公式（1）进行计算整体过程较为简单，操作便捷，整体过程无需消耗大量的时间与精力，主要还是因为无需进行平方、平均或者是微分计算。此外，在应用算法计算的过程中，还需要明确变量之间的关系，彼此之间的数字特征如公式（5）所示，线性相关度如公式（6）所示：

式中：cov表示数字特征；X与Y表示两个不同的变量；E表示协方差；ρXY表示线性相关度；D表示马氏距离。通过公式（5）和公式（6）可以明确输入变量之间的关系。

2 工程案例

本公司技术人员在实际进行研究分析的过程中，将某市电力系统的二次回路运行作为案例进行探讨。在进行研究的过程中，发现二次回路在运行的过程中受到诸多因素的影响出现不同程度的故障问题，对整体电力系统的运行造成了一定的不良影响，比如本工程电力系统中保护跳闸开关压板运行出现问题。同时在检修的过程中，还发现二次回路存在装置闭锁、保护通道异常、直流母线断点或者是回路仪表指示不正常等故障情况，对整体系统的运行造成了一定的不良影响。

技术人员对过往检修进行统计，发现在实际进行检修的过程中主要通过人工进行检查与隔离工作，但是部分故障问题存在隐蔽性的特点，人工针对外观进行检查无法明确故障位置，同时部门故障问题无法被人工检测出，而且在实际进行处理的过程中需要消耗大量的时间。本公司技术人员对故障处理时间进行相应的统计与整理，具体如表1所示。

表1 人力资源下故障处理的时间消耗

技术人员对表1进行研究，并将其故障处理平均值进行对比，发现消耗时间过大，而这主要是因为在故障定位的过程中需要消耗大量的时间，由此可见相关技术的应用尤为重要。针对此情况，本公司技术人员提出了基于自适应算法的二次回路故障隔离技术，并将其应用于实际工作之中。

3 基于自适应算法的二次回路故障隔离技术分析

随着经济社会的不断发展和进步，对于电力资源的需求量不断增加，电力系统在其中发挥着重要作用，其为社会发展与居民日常生活提供了充足的电力资源，同时也可以保证供电的安全性以及稳定性。电力系统的构成相对来说比较复杂，包括一次回路以及二次回路等内容，其中二次回路的运行尤为重要，其主要负责一次回路的控制与保护，以此保证电力系统运行的安全性以及稳定性[2]。

但是本公司人员在对电力系统进行研究分析的过程中发现，其在运行的过程中通常伴随故障问题，此时会导致电力系统瘫痪，无法保证正常供电，因此技术人员针对二次回路故障进行了深入的研究与分析，并提出了一种基于自适应算法的二次回路故障隔离技术，以此保证阻隔故障问题并及时进行故障处理，具体应用如下。

3.1 保护跳闸二次回路隔离

在检修工程中，本公司研究人员对二次回路运行进行了深入的研究与分析，发现本电力系统在实际运行的过程中，为保证电力系统以及发电机等运行的稳定性以及安全性建设了保护装置，比如发电机低频保护、断路器闪络保护以及发电机出口断路器失灵保护等，但是其在实际运行的过程中，保护跳闸开关压板容易出现故障问题，具体如表2所示。

表2 检修中保护跳闸开关压板故障问题

保护装置在实际运行的过程中，必要时刻会触发保护动作执行跳闸命令，跳开500kV 或者是220kV 升压站开关。在实际运行的过程中二次回路故障隔离技术的应用尤为重要，其在实际应用的过程中，可以在系统运行的过程中进行，在自适应算法的支持下可以明确故障位置，并避免出现更大的故障影响电力系统的运行，避免造成大面积停电情况[3]。二次回路故障隔离技术在实际运行的过程中，通过自适应算法，利用标准化数据及中心化数据计算故障距离，具体计算公式为：式中：d2表示马氏距离平方，C-1表示协方差逆阵；X与Y表示两个不同的变量；表示标准化数据；表示中心化数据；T表示干扰性。

此种算法在进行计算的过程中不会受到外部环境因素的影响，因此计算结果更为精准，通过将计算结果与标准化结果进行对比，可以明确当前二次回路是否存在故障问题。同时在实际进行计算的过程中，变量之间不会相互影响，避免出现惯性干扰，进而使得最终计算结果更为接近最优解。

3.2 电流电压二次回路故障

技术人员对二次回路系统进行深入的研究与分析，发现在实际运行的过程中电流电压产生波动并引发故障问题，此种为隐蔽故障，如果只是依靠工作人员进行人工检验，无法明确故障程度以及故障位置。实践中通过应用二次回路故障隔离技术，避免了出现失磁或者是定子接地等情况，以此保证二次回路运行的稳定性以及安全性。二次回路电流电压故障的危害较大，不仅对二次回路中的设备造成不良影响，如果产生电流回路的情况，那么会用户或者是维修检查人员的身体健康情况带来危害，因此二次回路故障隔离技术的应用尤为重要[4]。

在二次回路检测与处理中应用二次回路故障隔离技术，主要是利用自适应算法。在此种算法的支持下，在实际运行的过程中，通过利用学习能力，计算机可以学习电流电压正常情况，随后通过编码、初始化适应度评价检测等过程明确故障内容并获取最优解。其中，选择过程对后续运算方向造成一定的影响，因此保留适应度最高的个体，以此提升种群平均适应度，提升学习率的同时也可以保证故障分析的有效性以及质量。

同时，在实际运行的过程中，通过不断地计算可以更接近电流电压波动的区域，并进行相应的选择，此时自适应算法可以根据当前运行的实际情况对适应度参数进行相应的调整，进而提升计算的精准性，精准定位故障位置，为后续运行的开展奠定了坚实的基础。本次计算在实际进行调整的过程中，主要是利用新型比例的方式，其函数表达如下所示：u（f）=af+b，式中：f表示原适应函数；u表示比例适应函数；a表示系数，b表示原有比例系数。在实际进行计算的过程中，可以应用不同的方式进行相应的选择，大幅提升了二次回路故障隔离技术应用的有效性以及质量，同时也可以从根本上提升故障处理的效率，以此保证电力系统运行的安全性及稳定性[5]。

3.3 二次回路端子故障

二次回路系统在运行的过程中，二次端子也容易出现故障问题，此时也可以发挥二次回路故障隔离技术的作用和优势，以此了解当前故障问题的区域以及故障程度，为后续处理提供精准的数据支持，提升故障隔离的有效性以及质量，提升整体工作效率。在实际运行的过程中，可以将相应的设备与系统安装在二次端子位置，并设计多个端子形成端子排，在实际运行的过程中可以将其作为二次控保装置与一次设备连接的通道，因此一定要保证其运行的安全性及稳定性，并保证端子排结构建设的规范性以及常识性，进而从根本上避免出现故障的情况。

通过二次回路故障隔离技术，可以判断当前二次端子运行的实际情况，比如输入信号、输出信号等情况，将数据信息储存于数据库内，利用计算机技术对收集的数据信息进行统计与整理，随后分析整理数据波动的实际情况，在自适应算法的支持下可以进行相应的学习与计算，明确当前存在的故障问题，并计算故障距离，将计算结果与标准数据进行相应的对比从而获取最优解，明确故障情况，随后进行隔离处理，避免出现更为严重的故障问题。此外，进行处理的过程中需要根据端子的实际情况进行相应的调整，以此保证发挥最大的作用和价值，同时安装隔离装置的过程中需要保证拆卸的便捷性以及简单性，进而满足后续故障与维修的需求，提升故障处理的有效性以及质量[6]。

综上所述，对于电力系统的运行来说，二次回路系统是其中最为重要的组成部分，其承担着保护与控制一次设备的功能，因此一定要保证二次回路系统运行的安全性以及稳定性，降低出现故障问题的概率。相关工作人员在针对故障进行检查与处理的过程中，可以积极应用基于自适应算法的二次回路故障隔离技术，在自适应算法的支持下，可以明确故障位置以及故障程度，为后续故障处理提供精准的数据支持，提升故障处理的效率，从根本上保证电力系统运行的安全性及稳定性。