趙繆敏

（國(guó)網(wǎng)江蘇省供電公司檢修分公司南通運(yùn)維分部,226001）

一種用于繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)方法

趙繆敏

（國(guó)網(wǎng)江蘇省供電公司檢修分公司南通運(yùn)維分部,226001）

繼電保護(hù)系統(tǒng)是確保電力傳輸?shù)闹匾Ｗo(hù)手段。藉此，本文對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的進(jìn)行了分析，對(duì)基于大數(shù)據(jù)背景下的繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)進(jìn)行了探索。

繼電保護(hù)；大數(shù)據(jù)；狀態(tài)評(píng)價(jià)；精簡(jiǎn)指標(biāo)

0 前言

繼電保護(hù)系統(tǒng)是為了保障電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行而創(chuàng)造出來的，它會(huì)針對(duì)任何類型的故障采取不拒動(dòng)、不誤會(huì)的處理手段，并且具有較高的工作靈敏度和快速性。但是,由近幾年繼電保護(hù)系統(tǒng)出現(xiàn)的問題來看，繼電保護(hù)系統(tǒng)的硬件故障和缺陷，導(dǎo)致不正確運(yùn)作事件發(fā)生。因此對(duì)大數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)方法下繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)價(jià)的探索有著鮮明的現(xiàn)實(shí)意義。

1 繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)特征及精簡(jiǎn)方法

電力系統(tǒng)的正常運(yùn)作是要靠著繼電保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)而進(jìn)行的。它的原理是：繼電保護(hù)系統(tǒng)與一次運(yùn)維系統(tǒng)的電子電壓互感器和電子電流互感器及其他傳感器連接而獲得信號(hào)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理后，來進(jìn)行對(duì)一次運(yùn)維系統(tǒng)的的狀態(tài)判斷，最后給出是否跳閘或者合閘的命令。

在以前我們對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)裝置理解的意義是，將繼電保護(hù)系統(tǒng)作為一個(gè)“黑箱”來看待，它的主要傳輸方式是輸入和輸出。簡(jiǎn)單的來說就是，在檢測(cè)故障發(fā)生時(shí)，通過故障錄波裝置進(jìn)行記錄，然后對(duì)故障進(jìn)行，以此來評(píng)價(jià)繼電保護(hù)裝置是否做出了合理的故障反應(yīng)判斷。繼電保護(hù)系統(tǒng)是由調(diào)度中心和信息主站及各個(gè)智能化變電站的保護(hù)信息子站構(gòu)成。信息主站主要收集各種故障數(shù)據(jù)、保護(hù)裝置信息、自檢信息。繼電保護(hù)系統(tǒng)中信息保護(hù)子站，主要采用的保護(hù)狀態(tài)分析有兩類：

1.1 周期型數(shù)據(jù)

周期型數(shù)據(jù)主要是指在正常情況下保護(hù)設(shè)備定期傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。在沒有故障的正常情況下，繼電保護(hù)系統(tǒng)傳輸回來的數(shù)據(jù)是機(jī)械的自檢數(shù)據(jù)。因此這樣的信息不能用于預(yù)測(cè)保護(hù)裝置的下階段的運(yùn)作狀態(tài)。

1.2 事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)

事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)指的是在系統(tǒng)由波動(dòng)的情況下接收并上傳的數(shù)據(jù)波形數(shù)據(jù)。對(duì)于機(jī)械設(shè)備的運(yùn)作波動(dòng)較大的數(shù)據(jù)處理會(huì)不經(jīng)過電腦簡(jiǎn)化處理而直接將采樣點(diǎn)波形完全存儲(chǔ)并傳輸給指揮臺(tái)。因?yàn)樵O(shè)備的規(guī)模加大使得每個(gè)變電站的故障波動(dòng)數(shù)據(jù)都十分龐大。

2 用于機(jī)電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)的精簡(jiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)、

繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)是指簡(jiǎn)單保護(hù)系統(tǒng)能否完成對(duì)電力工程中一次運(yùn)維階段保護(hù)的能力。而繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)則是對(duì)運(yùn)行的繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)能力的分析。

我們立足于繼電保護(hù)系統(tǒng)的基本原理和要求，對(duì)處于運(yùn)行的繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的評(píng)價(jià)包括以下方面：第一個(gè)方面是分析繼電保護(hù)裝置在一次運(yùn)維工作中的可靠性，推測(cè)可能在一區(qū)發(fā)生的故障。第二個(gè)方面是分析繼電保護(hù)裝置在二次運(yùn)維工作中的運(yùn)轉(zhuǎn)正確性，其中的正確性體現(xiàn)在“保護(hù)對(duì)故障反應(yīng)的靈敏度、解決區(qū)外故障的可靠性、區(qū)外故障時(shí)的不動(dòng)作可靠性和誤動(dòng)作的風(fēng)險(xiǎn)性、后備的靈敏性”。第三方面是，分析繼電保護(hù)裝置在進(jìn)行一次韻味和二次運(yùn)維的的安全性。第四方面是，在從二次運(yùn)維系統(tǒng)相一次運(yùn)維系統(tǒng)轉(zhuǎn)變的安全性。

在對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析的時(shí)候還應(yīng)故障元件的保護(hù)系統(tǒng)。因?yàn)樵诠收系那榫跋逻h(yuǎn)見處于非正常狀態(tài)時(shí)，也會(huì)表現(xiàn)出應(yīng)對(duì)故障的能力。

3 基于精簡(jiǎn)指標(biāo)的數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)方法

繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)是根據(jù)一次運(yùn)維前和一次運(yùn)維后的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，對(duì)繼電保護(hù)動(dòng)作的評(píng)判過程。對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的評(píng)判目的在于，檢測(cè)保護(hù)系統(tǒng)的內(nèi)有無隱藏故障，有無數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，保護(hù)裝置性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。因此通過以各個(gè)疑問，可以對(duì)機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)作從以下幾個(gè)方面進(jìn)行評(píng)價(jià)：

3.1 繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)

從故障排除時(shí)間的充裕度來和選擇方案性來講，機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性的表現(xiàn)是“當(dāng)一次運(yùn)維系統(tǒng)出現(xiàn)故障是，是否及時(shí)作出單位開關(guān)跳匝現(xiàn)象。并且相鄰的正常元件可以啟動(dòng)后備保護(hù)區(qū)，并進(jìn)行正常的動(dòng)作?！?/p>

3.2 繼電保護(hù)系統(tǒng)的快速性評(píng)價(jià)

繼電保護(hù)系統(tǒng)的快速性評(píng)價(jià)，主要是對(duì)保護(hù)設(shè)備在一次運(yùn)作出現(xiàn)故障的時(shí)候，進(jìn)行跳匝動(dòng)作時(shí)間的評(píng)價(jià)。而保護(hù)裝置的跳匝反應(yīng)在設(shè)計(jì)之初便根據(jù)科學(xué)，合理的進(jìn)行區(qū)間設(shè)定的。當(dāng)故障危害沒有超過臨界值的時(shí)候是不會(huì)進(jìn)行跳匝反應(yīng)的。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，繼電保護(hù)系統(tǒng)的跳匝保護(hù)范圍在220KV的條件下，對(duì)近端故障是“小于等于20ms”對(duì)遠(yuǎn)端故障是“小于等于30ms”這個(gè)數(shù)據(jù)的界定已經(jīng)將通道時(shí)間考慮在內(nèi)。并且據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，擋主保護(hù)正確運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，后備保護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間和主保護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間幾乎相同；當(dāng)主保護(hù)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，后備運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間滿足先關(guān)規(guī)定?；诖朔N現(xiàn)象才滿足了繼電保護(hù)設(shè)備的快速要求。

3.3 繼電保護(hù)系統(tǒng)整定選擇性評(píng)價(jià)

在機(jī)電保護(hù)中，為保證機(jī)電選擇性的要求，在保障可靠性的前提下還要保障時(shí)間配合：第一對(duì)故障元件的繼電保護(hù)，需要滿足后備起跳時(shí)間大于主保護(hù)。第二，對(duì)相鄰非故障元件的保護(hù)方法是，需要滿足自身起跳時(shí)間大于故障元件后備保護(hù)起跳時(shí)間的要求。

3.4 靈敏性評(píng)價(jià)

對(duì)繼電保護(hù)裝置的靈敏性要去是指，當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)故障元件和相鄰的故障元件都可以做出敏銳的感覺和及時(shí)的動(dòng)作。其中要滿足：第一，故障期間，保護(hù)裝置、主保護(hù)、后備保護(hù)的穿越頻率大于等于1。第二，保護(hù)裝置的后備保護(hù)裝置在發(fā)生故障的時(shí)候要大于等于1。第三，原理故障的元件機(jī)電保護(hù)設(shè)備的后備保護(hù)元件，距離故障元件越遠(yuǎn)，動(dòng)作距離越小，相對(duì)的靈敏度就會(huì)越差。

4 結(jié)論

繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)直接影響著電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全和運(yùn)行效率，在大數(shù)據(jù)前提下進(jìn)行快速的機(jī)電系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)價(jià)是有直接必要的。在新系統(tǒng)下的構(gòu)建有效數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)是現(xiàn)今我國(guó)電力系統(tǒng)必須要研究的核心技術(shù)。

[1]陳星田.智能變電站繼電保護(hù)隱藏故障診斷與系統(tǒng)重構(gòu)方法[D].重慶大學(xué),2015.

[2]鄭遠(yuǎn)德.基于動(dòng)態(tài)故障樹的繼電保護(hù)可靠性建模及應(yīng)用[D].華北電力大學(xué),2012.

[3]許明.繼電保護(hù)數(shù)字仿真建模方法與系統(tǒng)開發(fā)[D].山東大學(xué),2009.

A big data reduction method for the state evaluation of relay protection

Zhao Miaomin
（State grid power supply company in Jiangsu Province, Nantong branch maintenance branch,226001)

The relay protection system is an important means to ensure the power transmission.In this paper, the relay protection system is analyzed,based on the background of large data based on the evaluation of the relay protection.

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