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变电站主变成套保护装置系统设计实践思考田华

发表时间：2020/5/21 来源：《基层建设》2020年第3期作者：田华

[导读] 摘要：监测变电站中继电保护装置的实时状态对避免设备损坏或故障，维持电网稳定运行有重要意义。

        国网阳泉供电公司山西省阳泉市 045000
        摘要：监测变电站中继电保护装置的实时状态对避免设备损坏或故障，维持电网稳定运行有重要意义。传统的状态监测依赖于定期的人工检查，在耗费大量人力的同时，也难以做到不间断实时监测，且检测精度容易受到主观因素的限制。针对这一困境，提出基于深度神经网络与计算机视觉技术的变电站继电保护设备状态监测技术。利用平移变焦摄像机拍摄的变电站实时画面，首先进行图像去噪，并利用图像相关性进行图像配准。使用深度神经网络进行图像分类，识别出设备的状态。同时，提出一种对标准图像配准框架的修改方案，使得算法在不同光照条件下具有更高鲁棒性。在实际应用中，该算法可以达到超过99%的检测准确率，大幅提升了变电站的安全性。
        关键词：变电站；保护；装置系统；设计
        引言
        所谓继电保护，就是一种可以实时对电力系统的运行状态进行检测的装置，一旦该装置发现电力系统出现异常运行情况，就是在第一时间发出故障警报，并自动执行一系列故障隔离或切断措施，从而有效降低故障严重程度，保证其他电力系统的运行安全。由此可见，继电保护装置在电力系统运行过程中有着至关重要的作用，应用于自动化变电站中可以提高变电站的风险防控质量，具有很强的现实应用价值，相关行业工作人员应当对此引起足够重视。
        1 常见问题与解决对策
        1.1未明确故障的种类与故障点
        工作人员应明确故障的类型，然后深入分析故障点位置。对于故障点的确定故障人员可以利用以下几种方法实现：（1）置换方法。故障人员在确定哪些是出现故障的设备后，及时把功能齐全的设备替换掉出现故障设备。在替换好设备后检查设备是否能够正常运行，若是依旧无法正常运行，则可判断故障点不只是在设备上，可能也存在其他故障点，此时故障人员需要进一步深入分析。（2）对比方法。对比分析故障发生期间继电保护设备不同数据信息比对，若发现数据出现很大出入，则差异较大的数据为故障点。（3）回路铲除判断方法。依据回路的线路有顺序的铲除部分回路，判断故障点在回路中位置，直到确定具体故障点。
        2基于外加电源法的二次回路检测方法
        基于外加电源法的二次回路检测方法有助于二次回路检测的精确度的提升。在这一检测方法应用以后，检测人员在高压设备投入运行之间，可以通过设置短路点的方式模拟常见电路故障，并通过外加电源的方式构建闭合回路。这一故障模拟方式可以让检测人员及时获取二次回路的电流波形与电压波形，并通过分析波形确定进行检测。电流互感器端子接线的可靠性也是检测人员所要关注的内容。在确定二次侧无开路现象以后，检测人员可以在向高压侧施加交流电源以后，分析电压与电流的变化情况。在对二次回路接线情况进行分析以后，检验人员需要及时对电流互感器与电压互感器的极性进行检查，也可在此基础上完成母差保护方向检测、高频保护方向检测与纵差保护方向检测[1]。
        3 确定智能站继电保护状态检修策略
        3.1模型计算结果：模糊评价模型运用的计算方法会导致其计算结果是一串离散阈值，没有时间性，与现场的实际情况不符。而比例失效模型由于其计算方法，可以得到一个随着时间不断变化的动态阈值，于现场实际情况极其吻合，满足设备状态随着时间不断恶化的这一特性。
        3.2 关于继电防护设备整合与重建的原则
        第一，完全化功能原则。指的是通过资源的重新整合和重新搭建，继电防护系统的各项性能及表现都要比之前的系统更优越更完善，同时系统的稳定性能和安全性能也得到大幅提升。
        第二，迅速响应原则。当系统处于资源重新整合构建中时，电网体系就不能得到有效的保护，存在一定程度的风险。

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所以，要尽可能地减少防护系统重新整合构建的时间。这时可采用分环节重建技术，且各环节同时进行，快速完成新系统整合构建工作。避免影响电网体系正常的工作和稳定运行。
        第三，安全稳定性原则。重新搭建继电防护系统的目的是对旧的系统进行提高和完善。所以，要保证重新整合构建新的继电防护系统要比原系统性能更稳定、更安全更可靠。从而满足系统更高的要求和标准。第四，适用经济性原则。进行资源重新整合构建继电防护体系是件比较大的工程，需要投入较大的成本和资费。因此，在设计时需要结合各种情况全面考虑，尽量减少资源占用，缩减重建费用，同时重建工程的质量也要很好的保障[2]。
        3.3 继电保护装置维护管理
        继电保护装置维护管理对自动化变电站的运行安全同样有着不可忽视的影响，相关变电站应当对此给予足够的重视。首先，要加强对变电站设备操作人员的技能培训，设备操作者对设备的熟悉程度以及操作能力的专业度等，都会直接决定设备维护效率以及维护质量。所以设备操作人员需在继电保护装置投入使用之前，就对各类设备进行深入学习，了解其运行方式、线路特征以及程序调控方法等，以便在发生故障时可以第一时间采取正确有效的方法进行解决和处理。其次，变电站还应加强对继电保护装置的巡视检查力度，合理安排巡视班制，并且要做好相关巡视记录，以便后期发生异常可以进行查阅比对。特别是在炎热高温的恶劣天气条件下，继电保护设备容易因为外界温度过高导致设备内部运行热量难以散发，从而造成零件损坏，影响其功能的正常发挥，此时巡检人员应当根据天气变化及时对继电保护设备间的温度进行合理调节，以保证设备处于健康运行状态。再者，自动化变电站还可以充分利用自身的自动化技术优势，完善继电保护系统的远程监控以及遥测和遥调等功能，对继电保护设备进行全天候的状态监控，并设定相应的信号预警程序，以提高系统故障预判能力。除此之外，相关工作人员还要做好变电站的室外二次回路维护工作，因为经过自动化改造后，许多室外设备都增加了直流回路，加强继电保护装置对此部分接地回路的维护力度，有主语减少室外直流接地故障[3]。
        3.4重建继电防护系统方法
        重建继电防护系统相当于资源的整合重建，所以，重建的过程重点有以下三方面：第一，继电防护设备的相关资源。对继电防护全系统而言，主要包括感应器和控制电源以及部分系统的不同组成部件。由于智能电站本身具备共享和开放的特性，所以其防护系统所有资源同样具备开放和共享的特征，有利促进资源的整合和重建。第二，实现资源的整合和重建目的。以电力体系固定的防护原则为标准，并收此将各部分旧系统原件重新整合，同时进行电力体系内信号源的整合和重构，以此实现继电防护体系资源性整合重建的目的。第三，资源的重构整合措施。将各个部分的电力体系所测量及检测的信息参数结合起来，通过分析和研究提出最佳的资源重建整合方[5]案。根据以上所述的继电防护体系重建所需完成的阶段构建继电防护模型，主要包括：状态的检测与功能型原件层以及重构模型的护行层与决策协调层，其中的层面指的是：1）构建的智能电站防护体系机能部件；2）负责继电防护元件的工作运行数据信息收集，同时对所收集的信息参数进行分析并执行其相应的解决措施；3）对相关的多个区域的相关数据进行调整重新构建的功能[4]。
        结束语
        本文建立了智能变电站继电保护装置状态指标集，提出了智能站继电保护装置的状态检修策略，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。
        参考文献：
        [1]刘雷.110KV智能变电站继电保护运维方式探究[J].科学技术创新，2020（01）：182-183.
        [2]黄彬彬.智能变电站继电保护系统运行探讨[J].数字通信世界，2020（01）：250-251.
        [3]孙宏斌.智能变电站继电保护装置自动测试系统的分析[J].机械管理开发，2019，34（12）：124-125.
        [4]陈尧勋.智能变电站的继电保护措施分析[J].集成电路应用，2020，37（01）：82-83.