新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案

摘 要：在電力系統(tǒng)中，繼電保護(hù)裝置是重要組成部分之一，關(guān)系著整個(gè)系統(tǒng)的安全運(yùn)行，在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，繼電保護(hù)裝置可以快速切斷發(fā)生故障的設(shè)備。因此，對(duì)繼電保護(hù)故障可視化的相關(guān)研究，可以更深入的了解故障發(fā)生的過(guò)程中，從而提高繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行性能。本文就繼電保護(hù)裝置中的G語(yǔ)言進(jìn)行概述，對(duì)繼電保護(hù)邏輯圖的描述方法進(jìn)行分析，提出繼電保護(hù)故障可視化分析方案，以不斷提高繼電保護(hù)裝置的可靠性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；G語(yǔ)言；邏輯圖；故障分析；可視化

中圖分類號(hào)：TM774 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 24-0000-01

一、繼電保護(hù)裝置中的G語(yǔ)言

為了便于描述和分析變電站的相關(guān)數(shù)據(jù)信息，國(guó)家對(duì)電力系統(tǒng)圖形描述規(guī)范進(jìn)行了統(tǒng)一規(guī)范，稱之為G語(yǔ)言，在公共信息模型的圖形交換基礎(chǔ)上發(fā)展形成，使電力系統(tǒng)中圖形描述的可靠性和工作效率得到大大提高。由于G語(yǔ)言是一種基于標(biāo)記的、遵循可擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言標(biāo)準(zhǔn)的純文本語(yǔ)言，不僅基本繪圖元素進(jìn)行定義，還能將部分常用的電網(wǎng)圖形符號(hào)定義為標(biāo)準(zhǔn)的圖元模板，從而使電力系統(tǒng)相關(guān)圖形的生成速度得到有效提高，簡(jiǎn)化生成過(guò)程和解析過(guò)程。與此同時(shí)，G語(yǔ)言還對(duì)端子和連接、圖形的顏色顯示和消隱方法等進(jìn)行了定義，以對(duì)個(gè)圖形之間的關(guān)系進(jìn)行詳細(xì)分析和描述。另外，G語(yǔ)言還對(duì)每個(gè)圖形定義了關(guān)鍵字，便于和相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行連接。由此可見(jiàn)，G語(yǔ)言具有描述普通動(dòng)態(tài)二維圖形的功能，在電力行業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用，大大提高不同廠家、系統(tǒng)和企業(yè)之間電力圖形和模型的轉(zhuǎn)換速率，因此，在新一代智能變電站繼電保護(hù)故障可視化分析方案中，使用G語(yǔ)言對(duì)繼電保護(hù)邏輯圖進(jìn)行描述。

二、繼電保護(hù)邏輯圖的描述方法

一般情況下，抽象化狀態(tài)中的繼電保護(hù)的原理有邏輯判別、閾值比較和動(dòng)作計(jì)時(shí)三部分，并通過(guò)線連接的形式說(shuō)明各節(jié)點(diǎn)間的邏輯關(guān)系，而在實(shí)際應(yīng)用中，可以將保護(hù)邏輯圖各節(jié)點(diǎn)元素設(shè)計(jì)為基本元件模板，采用引用模板元件的方式，完成相關(guān)操作，提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全性。在繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行中，每個(gè)元件都有對(duì)應(yīng)的id和keyid屬性，并且初始值都是-1，id是元件在圖形中的序號(hào)，而keyid是用于文件數(shù)據(jù)、傳遞數(shù)值和結(jié)果判斷等環(huán)節(jié)。根據(jù)機(jī)電保護(hù)裝置的組成結(jié)構(gòu)來(lái)看，基本繪圖元素有端子、連接線，基本圖形元素有狀態(tài)量輸出、狀態(tài)量輸入和“與/或”門三種。因此，在實(shí)際實(shí)例中，繪圖操作使用基本繪圖元素和基本圖形元素，需要根據(jù)各圖形之間的關(guān)系進(jìn)行連接，以清楚表明圖形中各元件之間的聯(lián)系。另外，繼電保護(hù)裝置的中間節(jié)點(diǎn)文件后綴是.mid和.des兩種，其中，.mid文件用于存儲(chǔ)模擬量、相對(duì)時(shí)標(biāo)和開(kāi)關(guān)量通道值；.des文件主要是用于描述.mid文件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式，便于系統(tǒng)進(jìn)行辨別，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行安全性。

三、繼電保護(hù)故障可視化分析方案

（一）故障信息生產(chǎn)

在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)或產(chǎn)生相關(guān)動(dòng)作，會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的中間節(jié)點(diǎn)文件.des與.mid、故障錄波文件.cfg與.dat和動(dòng)作情況簡(jiǎn)報(bào)文件.hdr五個(gè)動(dòng)作記錄文件，而故障信息文件的傳輸方式一般采用DL/T860來(lái)描述。在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，繼電保護(hù)裝置每次啟動(dòng)或動(dòng)作時(shí)生成的中間節(jié)點(diǎn)文件與故障生成錄波擁有相同的時(shí)間點(diǎn)，而故障錄波文件主要是描述本次故障的大概信息，中間節(jié)點(diǎn)文件除了包括上述信息外，還要描述裝置內(nèi)部保護(hù)邏輯的具體動(dòng)作情況和用于可視化分析的保護(hù)邏輯圖形，從而保證繼電保護(hù)故障分析可視化的可靠性。因此，根據(jù)新一代智能變電站的運(yùn)行情況來(lái)看，繼電保護(hù)裝置中的故障錄波主要適用于初步故障分析，可以快速獲知故障的大概情況，而中間節(jié)點(diǎn)文件較廣泛的應(yīng)用于對(duì)故障的詳細(xì)分析。

（二）事故可視化分析

在繼電保護(hù)故障可視化分析中，將故障錄波分析與保護(hù)邏輯可視化分析功能相結(jié)合，通過(guò)對(duì)時(shí)間、中間節(jié)點(diǎn)文件、故障錄波文件、故障簡(jiǎn)報(bào)等進(jìn)行全面分析，可以清楚了解故障發(fā)生的過(guò)程，從而形象的再現(xiàn)故障發(fā)生過(guò)程中，各保護(hù)元件的動(dòng)作邏輯和先后順序，給極大保護(hù)裝置不斷完善提供可參考資料。一般情況下，圖形繪制的風(fēng)格可以由工作人員在基本圖形定義中選定，而各中間節(jié)點(diǎn)的動(dòng)作情況則需用高亮在圖形中顯示出來(lái)。由于每個(gè)圖元保函一個(gè)屬性STAT，用以表示該圖元狀態(tài)個(gè)數(shù)的屬性，而圖元內(nèi)部對(duì)象包含屬性STA，用以表示圖形元素的當(dāng)前狀態(tài)，因此，在實(shí)際故障分析中，圖元模板的內(nèi)部對(duì)象可以根據(jù)sta顯示的數(shù)值進(jìn)行繪制，從而顯示出不同的圖形風(fēng)格。為了簡(jiǎn)化故障分析流程，一般采用黑色線表示sta值為零，紅色線表示sta值為一，以符合keyid3對(duì)值的要求，從而提高繼電保護(hù)故障可視化分析的速率。

（三）具體互操作方法

在繼電保護(hù)故障可視化分析中，保護(hù)邏輯圖是通過(guò)G語(yǔ)言進(jìn)行描述，而G圖形處理工具可以對(duì)綜合應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行解析，從而實(shí)現(xiàn)不同廠家的互操作，使繼電保護(hù)故障可視化分析的應(yīng)用范圍得到不斷擴(kuò)大。在實(shí)際應(yīng)用中，各廠家的使用習(xí)慣會(huì)存在一定差異，因此，廠家可以根據(jù)自己的需求選擇最合適的互操作方式。例如：利用可執(zhí)行可視化故障分析的插件來(lái)配合廠家，通過(guò)對(duì)可視化分析軟件附加參數(shù)調(diào)用的形式，運(yùn)行“.exe file”文件來(lái)獲取波形，從而對(duì)繼電保護(hù)故障進(jìn)行全面分析。因此，在新一代智能變電站的繼電保護(hù)中具有較廣泛的推廣性。

四、結(jié)束語(yǔ)

在電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行中，提出繼電保護(hù)故障可視化分析方案，通過(guò)G語(yǔ)言進(jìn)行圖形描述，從而對(duì)故障波形圖進(jìn)行解析和回放，可以大大提高繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行安全性。在實(shí)踐過(guò)程中，繼電保護(hù)故障可視化分析方案的相關(guān)軟件操作簡(jiǎn)單，可在不同廠家之間通用，具有較強(qiáng)實(shí)用性，是我國(guó)新一代智能變電站機(jī)電保護(hù)裝置故障分析的重要研究方向。。

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