尹 凱,葛立青,金巖磊

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京，211102）

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電力系統(tǒng)輸電線路遠程監(jiān)測方法研究

尹 凱,葛立青,金巖磊

（南京南瑞繼保電氣有限公司，江蘇南京，211102）

摘要：目前我國變電站普遍采用無人值守的運行方式。在發(fā)生輸電線路故障后，需要盡快對故障原因進行分析。本本提供一種自適應電力系統(tǒng)輸電線路故障在線分析方法，可以快速故障分析并給出處理建議。該技術已經應用于多個智能變電站，取得良好效果。

關鍵詞：遠程監(jiān)測；智能變電站

0　引言

目前，我國變電站普遍采用無人值守的運行方式。采用這種運行方式，在發(fā)生輸電線路故障后，需要盡快對故障原因進行分析，并在必要時派運維人員到現(xiàn)場進行故障排查。因此，當發(fā)生輸電線路故障后應能盡快收集故障數(shù)據(jù)進行分析，一方面可以提高遠程處理故障的能力，另一方面當必須現(xiàn)場排查故障時可以進行有針對性的人員和設備準備，從而縮短故障時間，提高供電可靠性。

在變電站監(jiān)控系統(tǒng)中，一般具備全面的電網運行數(shù)據(jù)，部分還能提供一次設備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的電網運行數(shù)據(jù)易讀且可靠性較高，而一次設備在線監(jiān)測數(shù)據(jù)需要較強的專業(yè)知識。同時還有一部分輸電線路的離線數(shù)據(jù)儲存于生產管理系統(tǒng)。如何將上述數(shù)據(jù)盡快的收集并進行分析，是提高輸電線路故障處理能力的關鍵。

本文提供了一種自適應電力系統(tǒng)輸電線路故障在線分析方法，通過輸電線路故障發(fā)生條件定義和輸電線路故障分析數(shù)據(jù)來源配置，可自動適應不同通訊規(guī)約及不同系統(tǒng)來源的數(shù)據(jù)格式，跨系統(tǒng)的收集故障分析所需的在線和離線數(shù)據(jù)，為快速故障分析給出處理建議。

1　智能變電站數(shù)據(jù)流分析

1.1網絡結構

智能變電站的網絡結構橫向可以分為站控層網絡、間隔層網絡及過程層網絡三個層次，縱向可以劃分為安全I、II、III、IV分區(qū)。如圖1所示。

在安全I區(qū)，站控層監(jiān)控系統(tǒng)遵循DL/T 860標準與間隔層測控、保護裝置的進行實時數(shù)據(jù)交換。間隔層測控、保護裝置通過GOOSE網、SV網過程層網絡獲得設備實時運行信息。在安全II區(qū)，站控層監(jiān)控系統(tǒng)遵循DL/T 860標準與在線監(jiān)測裝置進行實時、準實時數(shù)據(jù)交互獲得設備監(jiān)測信息。在線監(jiān)測裝置的傳感器一般就地安裝于一次設備，通過內部規(guī)約上傳設備監(jiān)測信息至在線監(jiān)測裝置。在安全III/IV區(qū)的其他系統(tǒng)如生產管理系統(tǒng)，可以通過庫同步或文件交換等方式跨越隔離裝置實現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的離線數(shù)據(jù)交換。

圖1　智能變電站網絡結構圖

圖2　全景數(shù)據(jù)平臺

1.2信息集成

由以上設備狀態(tài)相關數(shù)據(jù)流分析可知，設備狀態(tài)的監(jiān)測前提是統(tǒng)一的全景數(shù)據(jù)平臺，即實現(xiàn)統(tǒng)一建模，統(tǒng)一采集。全景數(shù)據(jù)平臺的數(shù)據(jù)采集與處理模式如圖2所示。

由圖2可知，全景數(shù)據(jù)平臺改變了變電站各個子系統(tǒng)數(shù)據(jù)采用不同編碼規(guī)則、不同數(shù)據(jù)庫平臺所形成的若干信息孤島。將原獨立設置的各類子系統(tǒng)功能，經過整理全部融合，在統(tǒng)一平臺上進行必要的數(shù)據(jù)結構重構，提高了數(shù)據(jù)利用率和互動性。

2　輸電線路狀態(tài)評價與預警

2.1設備狀態(tài)函數(shù)

盡管影響影響設備狀態(tài)的因素眾多，但當這些因素都有確定的數(shù)值時，就可以認為設備處在一定狀態(tài)。如果設備的某一個性質發(fā)生了改變，那么設備的狀態(tài)也發(fā)生了改變。換句話說，設備處在一定的狀態(tài)，這些因素有確定之值。

設Xn（n=1,2,3……）為設備的狀態(tài)變量，則設備的狀態(tài)可以用函數(shù)表示為：

2.2輸電線路故障發(fā)生條件定義

輸電線路故障發(fā)生條件定義：根據(jù)不同的線路而定義不同的接地故障發(fā)生條件，接地故障發(fā)生條件定義為遙信動作、遙信返回、一定時間內遙測值大于設定值、以及一定時間內遙測值小于設定值中的一種或者幾種，當存在多種條件時，各種條件之間通過與、或、非邏輯運算輸出定義結果,輸電線路故障發(fā)生條件按照輸電線路類型建立索引并儲存于變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，如圖3所示。

圖3　輸電線路故障發(fā)生條件定義

2.3輸電線路故障分析數(shù)據(jù)來源配置

根據(jù)不同的輸電線路定義不同的故障分析數(shù)據(jù)來源，在定義時，首先定義數(shù)據(jù)是來源于變電站監(jiān)控系統(tǒng)的在線數(shù)據(jù)還是生產管理系統(tǒng)的離線數(shù)據(jù)，然后定義數(shù)據(jù)的重要性及可靠性，數(shù)據(jù)按照輸電線路ID建立索引儲存于變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，如圖4所示。

圖4　輸電線路故障發(fā)生條件定義

2.4狀態(tài)評價

根據(jù)輸電線路類型獲得輸電線路故障發(fā)生條件定義，當監(jiān)測到滿足線路故障發(fā)生條件時，根據(jù)線路ID獲得輸電線路故障分析數(shù)據(jù)來源列表，通過全景數(shù)據(jù)平臺收集輸電線路故障分析所需的數(shù)據(jù)，儲存于變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫。

根據(jù)輸電線路ID獲得輸電線路故障分析數(shù)據(jù)來源配置，讀取變電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)列表，根據(jù)數(shù)據(jù)可靠性及重要性對故障進行分析計算。

2.5預警

根據(jù)根據(jù)故障分析結果對故障處理給出建議，對于重要線路當兩套線路主保護動作，且無母線差動、開關失靈等，保護動作跳閘線路間隔一、二次設備無影響正常運行的異常告警，跳閘線路開關切除故障次數(shù)未達到規(guī)定次數(shù)，建議直接強送；對于非重要線路或者跳閘線路間隔一次設備有影響正常運行的告警信息，跳閘線路間隔二次設備有影響正常運行的告警信息，建議現(xiàn)場處理故障。

2.6結果展示

在變電站監(jiān)控系統(tǒng)通過儀表盤、光子牌、數(shù)值量等圖形控件展示狀態(tài)計算結果，同時可以顯示計算條目的詳細信息。對于設備狀態(tài)變化，可以通過告警窗口進行提醒。

3　結論

本文提供的自適應電力系統(tǒng)輸電線路故障在線分析方法通過輸電線路故障發(fā)生條件定義和輸電線路故障分析數(shù)據(jù)來源配置，跨系統(tǒng)的收集故障分析所需的在線和離線數(shù)據(jù)，為快速故障分析給出處理建議。通過在多個智能變電站的實施表明，可以綜合反映設備狀態(tài)，具有良好的易讀性，能夠及時反映輸電線路狀態(tài)變化，并給出預警，從而減輕變電站設備運行和維護的壓力。

參考文獻

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[4] 國家電網公司. Q/GDW 383-2009 智能變電站技術導則[S] .北京: 國家電網公司, 2009

Research on remote monitoring method of transmission line in power system

Yin Kai,Ge Liqing,Jin Yanlei
(Nanjing NARI-RELAYS Electric Co. Ltd.,Jiangsu Province,Nanjing City,211102)

Abstract：At present,the operation mode of unattended operation of substation is widely used in our country.After the failure of the transmission line,the fault causes should be analyzed as soon as possible. Books provide an adaptive power system transmission line fault analysis method that can fast fault analysis and give suggestions.The technology has been applied in several smart substation,and achieved good results.

Keywords：remote monitoring;Smart Substation

作者簡介

尹凱（1981－），男，碩士，高級工程師，從事廠站自動化的研究和開發(fā)工作。