智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)所面臨的若干問題

劉智琦 龔光軍 馬軒

摘 要：近年來，隨著電網(wǎng)快速建設(shè)，越來越多的智能變電站投入運(yùn)行。區(qū)別于傳統(tǒng)變電站中的保護(hù)裝置，智能站的繼電保護(hù)裝置有著很大改變，其運(yùn)行維護(hù)手段也不能一概而論。目前，將狀態(tài)檢修應(yīng)用于一次設(shè)備方面的研究和實(shí)踐成果頗豐。在借鑒此經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，本文提出了智能站繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)檢修策略，可以為智能變電站繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修工作的開展提供了理論支持和實(shí)踐基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù)系統(tǒng);若干問題

0引言

變電站是電力輸送系統(tǒng)的重要組成部分，負(fù)責(zé)將高電壓轉(zhuǎn)換為中低電壓，并將電力引導(dǎo)至配電線路。變電站中的繼電保護(hù)裝置對(duì)于變電站安全具有不可替代的意義。當(dāng)變電站設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，可以通過繼電保護(hù)裝置及時(shí)報(bào)警并隔離故障設(shè)施，維持基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目資助（61602251）電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。因此，保持變電站繼電保護(hù)裝置的正常工作狀態(tài)對(duì)于電力安全至關(guān)重要。但通常情況下，一個(gè)城市可能有幾十個(gè)變電站，而一個(gè)變電站內(nèi)也可能有多個(gè)繼電保護(hù)裝置，這使得實(shí)時(shí)地人為監(jiān)測所有繼電保護(hù)裝置并不可行。因此，傳統(tǒng)的做法是定期地進(jìn)行人工檢查，這不僅耗費(fèi)大量人力物力，且可能由于各種因素存在一些難以發(fā)現(xiàn)的故障，例如由于惡劣天氣、光照條件或雜亂環(huán)境導(dǎo)致的檢查失誤。

1建立狀態(tài)指標(biāo)集

在智能變電站中，保護(hù)裝置的運(yùn)行狀態(tài)受到了來在不同層面的多個(gè)因素影響，而且每個(gè)影響因素的影響力存在明顯差異，并在其中占有不同的比例?？紤]到智能變電站在實(shí)際中存在投運(yùn)時(shí)間短、投運(yùn)數(shù)量少等情況，關(guān)于繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修方面的經(jīng)驗(yàn)極其欠缺，且整個(gè)行業(yè)內(nèi)沒有一個(gè)統(tǒng)一的切合實(shí)際的檢修規(guī)范。本文在常規(guī)變電站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)上，結(jié)合智能變電站實(shí)際運(yùn)行情況、繼電保護(hù)裝置的技術(shù)特點(diǎn)和運(yùn)行狀態(tài)，建立了智能變電站繼電保護(hù)裝置狀態(tài)檢修的狀態(tài)指標(biāo)集。該狀態(tài)指標(biāo)集主要包括兩個(gè)方面：（1）歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)包含下面五個(gè)方面，即裝置投運(yùn)時(shí)間、裝置家族性缺陷情況、裝置隨機(jī)性缺陷情況、裝置平均無故障時(shí)間和裝置正確動(dòng)作率。（2）實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)采自裝置當(dāng)前運(yùn)行狀態(tài)下的各類數(shù)據(jù)，可直接有效的反應(yīng)當(dāng)前觀測裝置的運(yùn)行狀態(tài)?？紤]智能變電站中的技術(shù)特點(diǎn)、數(shù)字化程度和通信規(guī)約，實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)包含下面七個(gè)方面，即裝置外觀良好情況、裝置目前運(yùn)行環(huán)境（溫濕度）、裝置絕緣和互感器絕緣情況、裝置采樣精度、裝置通信狀態(tài)、裝置通道延遲和裝置差流檢查情況。

2繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測試系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)

2.1 人工測試

繼電保護(hù)裝置人工測試主要是面向以往的繼電保護(hù)裝置實(shí)際保護(hù)功能的單向檢測，同時(shí)整個(gè)檢測環(huán)節(jié)皆由手動(dòng)方式所完成。按照測試設(shè)備檢測到的待測裝置存在的跳閘現(xiàn)象，檢查并分析檢測結(jié)果，著重針對(duì)測試誤差予以計(jì)算，同時(shí)對(duì)測試誤差進(jìn)行人工記錄。以此獲得保護(hù)裝置的測試結(jié)果。所有性能的具體信息數(shù)據(jù)均是借助人工手動(dòng)的措施予以測量以及錄入分析。以普通的單項(xiàng)過壓保護(hù)為例，在整個(gè)測試工作中主要會(huì)涉及到：對(duì)即將進(jìn)行測試裝置過壓保護(hù)的模擬量輸入端子與測試儀與之相關(guān)的輸出端子予以手動(dòng)連接，同時(shí)也對(duì)測試裝置過壓保護(hù)跳閘出口端子和測試儀輸入端子予以有效連接。人工設(shè)置過壓保護(hù)啟動(dòng)值，以此延時(shí)時(shí)間。人工安設(shè)測試儀，輸出故障模擬量。按照待測裝置所存在的跳閘行為，著重對(duì)檢查結(jié)果予以分析，同時(shí)計(jì)算測試誤差予，借助人工記錄的方式對(duì)測試數(shù)據(jù)信息予以全面的記錄，并且編制到測試報(bào)告文件之中。在此過程中，所有工作內(nèi)容皆需要由人工操作完成，測試質(zhì)量受到測試人員專業(yè)技能以及專業(yè)素質(zhì)的影響，不能確保測試質(zhì)量，與此同時(shí)，因?yàn)闇y試儀器規(guī)格以及精準(zhǔn)度又存在許多差異，促使測試案例之中的復(fù)用性以及可移植性極差，效率不高。

2.2 自動(dòng)化測試系統(tǒng)

繼電保護(hù)裝置作為非常重要的二次設(shè)備，提高測試設(shè)備的測試技術(shù)以及智能化技術(shù)已經(jīng)成為必然趨勢(shì)。所以針對(duì)繼電保護(hù)裝置手工測試所面臨的諸多問題，自動(dòng)化測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)該滿足如下要求。積極提升測試整體效率以及覆蓋率。自動(dòng)化測試系統(tǒng)需要著重對(duì)人工測試存在的效率較低、失誤率較高、測試牽涉內(nèi)容極為有限，測試操作過于依賴相關(guān)測試者的測試技能與工作素養(yǎng)等多方面的問題予以有效的處理。不需要人工操作的閉環(huán)自動(dòng)測試。通常而言，相關(guān)測試人員僅僅是將各項(xiàng)測試信息逐一輸入到自動(dòng)化測試系統(tǒng)之內(nèi)，該系統(tǒng)便能夠自行做好測試、結(jié)果判斷以及測試報(bào)告編制的工作，以此做好閉環(huán)測試，在這整個(gè)過程中不需要任何人工操作。整個(gè)測試環(huán)節(jié)更具公開性。公開的測試流程，例如，對(duì)于測試信息記錄以及日志打印等多方面，可以為測試環(huán)節(jié)的深度追蹤以及失敗問題的進(jìn)一步分析以及處理提供一定的助力。具有自動(dòng)測試執(zhí)行系統(tǒng)以及智能測試管理系統(tǒng)。因?yàn)槔^電保護(hù)裝置的相關(guān)測試工作實(shí)際上具有一定的繁雜性、工作量大等多種特性，更具高效性與合理性的智能測試管理能夠?yàn)樽詣?dòng)化測試的全面性與有效性提供良好的保障。自動(dòng)化測試系統(tǒng)具有良好的適用性。由于同一類型的繼電保護(hù)裝置在各個(gè)生產(chǎn)企業(yè)之內(nèi)有所差異，所以為了能夠達(dá)到繼電保護(hù)裝置各項(xiàng)測試要求，無論是測試系統(tǒng)還是測試腳本的設(shè)計(jì)，都應(yīng)該具有一定的便捷性與靈活性。繼電保護(hù)裝置自動(dòng)測試系統(tǒng)的研發(fā)及設(shè)計(jì)在充分掌握繼電保護(hù)測試裝置的各項(xiàng)測試內(nèi)容以及全方位分析智能自動(dòng)化測試系統(tǒng)各項(xiàng)要求的前提下，借助不間斷的研究以及深度分析設(shè)計(jì)了TEP（TestExecutePlatform）繼電保護(hù)智能自動(dòng)化測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要涉及到智能測試管理系統(tǒng)以及自動(dòng)測試執(zhí)行系統(tǒng)兩個(gè)層面，由于具有較強(qiáng)的適用性、智能化水平高、自動(dòng)化水平高與測試覆蓋多元化等多種特性，能夠促使測試效率、測試質(zhì)量與管理水平得以同步提升。TEP（TestExecutePlatform）測試執(zhí)行平臺(tái)的合理應(yīng)用，促使自動(dòng)化測試執(zhí)行系統(tǒng)以及智能測試管理系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。該系統(tǒng)之內(nèi)主要牽涉到測試用例以及產(chǎn)品需求追蹤管理子系統(tǒng)、測試執(zhí)行子系統(tǒng)、測試用例管理子系統(tǒng)以及缺陷管理子系統(tǒng)4個(gè)部分。

3結(jié)語

利用平移變焦攝像機(jī)拍攝的變電站實(shí)時(shí)畫面，首先基于圖像平滑進(jìn)行去噪聲處理，隨后，設(shè)計(jì)了一種圖像配準(zhǔn)方案，能有效地對(duì)變電站實(shí)時(shí)圖像這一類特殊圖像進(jìn)行對(duì)齊和配準(zhǔn)，提升圖像質(zhì)量?；诔叨炔蛔兲卣髯儞Q與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，模型能以較高的精確率識(shí)別出圖像中繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)。

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