变电站继电保护分析平台关键技术及实现

发表时间:2020/9/2   来源:《当代电力文化》2020年3月第9期   作者:高虹霞
[导读] 随着国家电网公司新战略核心任务“三型、两网、世界一流”的确立,无处不在的电力物联网将为传统业务提供物质基础
        摘要:随着国家电网公司新战略核心任务“三型、两网、世界一流”的确立,无处不在的电力物联网将为传统业务提供物质基础,促进传统业务质量和效率的提高,衍生出新的业务形态和新的业务模式。这一新变化体现了“智能商务”的特点。核心是数据和智能的驱动。由于变电站设备结构复杂,缺陷位置和时间不确定,故障发生后,维修人员无法快速判断事故原因。同时,报警多,故障排除和定位困难,潜在风险缺乏有效的识别手段,导致问题不能及时处理。因此,为保证电网安全、稳定、高效、经济运行,提出了变电站继电保护分析平台。
        关键词:变电站;继电保护;分析平台;关键技术
        1变电站继电保护分析平台介绍
        分析平台通过站端故障录波器采集保护动作数据,如:实时电流、电压及动作信息;通过保护子系统采集录波文件;同时采集装置信息、整定值,压板输入等信息进行验证和比较;通过数据缓冲区、数据仓库和数据集市对这些数据进行存储和预处理。
        1.1数据采集处理
        分析平台通过站端故障录波器采集保护动作数据,如:实时电流、电压及动作信息;通过保护子系统采集录波文件;同时采集装置信息、整定值,压板输入等信息进行验证和比较;通过数据缓冲区、数据仓库和数据集市对这些数据进行存储和预处理。
        1.2波形提取及模型比对
        基于支持向量机的故障诊断方法主要用于波形提取模型的比较。它不仅独立分析单个记录文件,而且将所有记录数据作为一个整体来考虑,对海量记录文件中隐藏的确定性规则和模式有着深刻的洞察。方便辅助电网运行人员快速判断异常相位和故障原因,及时采取相应的保护措施。支持向量机以统计学习VC维数理论和结构风险最小化原理为基础,有效地解决了小样本、高维数和非线性的学习问题,克服了人工神经网络学习结构合理的缺点,如难以确定和存在局部最优,极大地提高了学习方法的泛化能力,并能识别多类故障原因,具有速度快、对噪声不敏感、识别率高和识别精度高等优点。
        2继电保护安全风险的关键技术措施
        2.1继电误动处置技术
        在维修管理中,要处理好具体的技术措施,保证整个技术体系的管理状态,实现风险控制的综合处置目标。针对以往的实际情况,应先拆除高压侧操作箱设备中的防跳回路,采用保护装置中的防跳回路,以消除两组差动操作回路中的寄生条件。然后,采取严格的技术控制措施,防止因不同电路的功率状况而造成电气连接。特别是在直流母线的独立蓄电池系统中,为了避免电气交叉问题,需要重新调整二次回路的设计。
        当一组保护装置控制和影响多组断路器设备时,需要根据断路器的变压器接线方式完成配置调整。(1)每段独立断路器均应采用直流熔断器;(2)保证直流回路和差动直流熔断器的供电状态;(3)两组跳闸线圈的断路器设备应保证直流熔断器的独立供电状态;(4)信号回路中,有准熔丝供电条件时,不得与其他电路混用。
        因此,有必要对机电保护试验人员进行系统的管理,保证试验分析的完整性和独立试验分析中模拟操作的独立性。如发现寄生电路存在状态,应立即进行试验确认,并采用相应的技术手段消除寄生电路。
        2.2避免电位差干扰
        为了消除电位差的干扰状态,变电站系统建设中必须对接地网进行优化调整,形成完整的技术体系,保证继电保护整体安全运行的稳定状态。在方法上,可以以铜排连接方式为依据,在一定的经济条件支持下,可以补充铜排的连接水平,在最小范围内降低潜在差异风险点的危害概率,从而保证整个系统的运行稳定。同时,为了保证系统中各二次回路系统的良好绝缘状态,防止出现电位差干扰情况,还必须在接地网电位差过大后对二次回路的绝缘状态产生影响,以保证二次回路的正常工作状态。在电流互感器、电压互感器的设备管理过程中,还应设置二次回路的结构,并进行规范化的技术操作。

通过严格执行电气连接和接地点对应的原则性技术问题,突出接地处理的操作规范性,避免对整个技术系统的负面影响。
        2.3其他抗干扰技术
        在抗干扰处理过程中,需要综合运用多种技术手段。除了上述技术改进方法外,还需要在其他技术条件的辅助作用下,补充抗干扰技术内容,以保证整个技术管理体系的应用状态。其他常见的抗干扰技术可以概括为以下四种类型。
        (1)在保护装置中,由于其电流状态为弱电状态,通常不需要操作抽气装置。当需要对提取装置进行处理时,需要采用光隔离技术,或借助于中继交换技术,实现对干扰信号的隔离处理,以保证设备的抗干扰能力。(2)电缆芯线无需采用双备用端接地处理。如果将此方法用作抗感应绕组措施,则不会产生应用效果,但会产生相反的效果,从而对其他未接地电缆造成干扰。由于接地电缆双备用端的电缆芯线存在差异基极条件,势必会在接线过程中引起电流波动,这正是设备故障的主要原因。(3)作为继电保护装置的感性元件,必须控制感性电流产生的干扰电压,切断其影响和危害条件。一般来说,在传感元件的结构上,在其端部设置一个具有电阻属性的反向二极管,防止继电器熔断时形成并联电容,保证整体技术的实施和优化效果。(4)在电力系统保护过程中,应按照“四统一”的技术原则对高压线路继电保护装置进行管理,并按现行技术规范进行系统的设计、安装、调试和运行维护,如二次回路、保护电压二次回路切换等技术要点,避免二次寄生回路问题和系统安全隐患。
        2.4运行危险点管理方案
        对作业危险点的技术管理,要区分静态危险和动态危险,在形成完整的技术体系的同时,保证作业危险点的管理状态,从运行维护的角度为消除继电保护的安全风险提供技术支持。
        在静态继电保护管理中,必须加强工程建设的质量监督。在确定可能存在的风险点的条件的同时,要结合维修技术进行改造,以达到彻底消除技术故障的处理效果。如在处理过程中发现设备老化、安全距离不合格等技术问题,应根据设备情况进行更换,并设置以计算机技术为核心的防误操作装置,确保技术管理的有效性。同时,在变电站的管理中,可以在危险点设置现场警示牌,保证抢修过程中的安全状态。此外,还要加强变电所工作人员的自我保护意识,同时进行安全教育,说明电流互感器二次回路的安全使用状况,避免变压器出现断路问题,对人身安全构成威胁。
        在动态危险点的技术管理中,要以人员管理为核心,提高现场人员的业务能力,使其具备优秀的技术手段,避免在现场工作中造成危险点问题。比如在复杂的技术处理中,技术骨干要带队指导技术工作,讲解具体技术操作的监控内容和措施。需要注意的是,对于身心状况较差的工作人员,应安排他们休息,从事相对简单的工作,以确保整个动力工程的治疗效果。
        此外,在设备接触的防误操作管理中,还必须对现场靠近设备的人员进行限制,在避免触电事故的基础上,保证系统和财产的管理水平和人员的生命财产安全。例如,在校验或更换保护装置的过程中,必须暂停CT和Pt系统,切断直流电源。在这种技术条件下,不影响设备的运行状态,在降低误操作概率的同时,完成多个技术保护系统的综合管理。
        结束语
        综上所述,作为我国国民经济的基础,电网的供电能力和运行效率的提高将直接影响人们的正常工作和生活。变电站继电保护装置对电力系统的安全运行至关重要。但在继电保护装置的实际运行过程中,存在一些常见故障,对电力系统的安全运行有一定的影响。为了保证电力系统更好地为经济服务和高效运行,必须解决变电站继电保护故障的一些问题。特别是电力维护人员必须充分掌握继电保护的相关专业知识,结合电力运行的实际情况,及时分析可能的原因和故障,解决故障问题,确保电力系统安全有效运行。
        参考文献
        [1]丁书文,王成.智能变电站应用GOOSE技术存在的问题及策略[J].电工技术,2018.
        [2]任超.基于录波装置联网的故障信息集中采集与处理在超(特)高压电网中的应用.山西电力,2016(6).
        
       
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