智能變電站繼電保護可視化技術

文/王鵬 李輝

1 繼電保護可視化系統的主要功能

在智能變電站中，存在著數量眾多的電力電子設備，為確保智能變電站的穩定、可靠運行，這些設備需要長時間處于高負荷的運轉狀態，由此使得設備的故障幾率隨之增大。而在繼電保護裝置中，對可視化技術進行應用后，可構建起繼電保護可視化系統，由此可對站內電力設備的運行狀態進行可視化監控，從而可及時發現故障問題，通知操作人員進行處理，為智能變電站的以可靠運行提供了保障。繼電保護可視化系統的主要功能圖1所示。

1.1 智能報警

在智能變電站中，可視化系統的智能報警是較為重要的功能之一，該功能是以站內繼電保護裝置為基礎，按照相關電力電子設備的需要，設計開發專用的數據庫，對智能變電站運行過程中，所有設備產生的數據信息進行智能分析與處理，由此所得的結果，會通過顯示器直觀呈現給設備維護人員，通過異常數據，維護人員可以發現設備的故障問題，從而為故障處理提供了可靠依據，處理速度隨之顯著提升。

1.2 負荷控制

對于智能變電站而言，由于其中的電力電子設備數量較多，所以在日常運行中，繼電保護裝置可能會出現滿負荷的情況。通過可視化系統對設備的運行狀態進行檢測時，可實現負荷控制智能化，當可視化系統采集到設備高負荷運行的信息后，系統會自行完成相關方案的制定，并對該問題進行快速處理，通過優化調整，降低負荷，避免故障問題的發生，變電站的運行穩定得到了保障。當問題處理完畢后，可視化系統會自動對相關信息進行存儲，為日后查詢提供依據。

1.3 集中控制

可視化系統能夠在智能變電站正常運行時，按照相關設備的功能和作用進行分類，在此基礎上對設備進行集中控制，以此來實現綜合利用。同時，根據設備的運行狀態信息，可對變電站的運行情況進行實時了解，當故障問題發生時，可準確判斷出故障位置及引起故障的原因，為故障的快速處理提供了可靠依據。

1.4 信息維護

智能變電站能否保持穩定、可靠的運行狀態，除了與設備的運行情況及配合有關之外，還與相關信息的收集、整理和分析有著密切的關聯。利用可視化系統，能夠對站內設備的運行信息進行收集，并對不同的信息進行分類存儲，由此使得設備信息得到了有效地維護，信息的作用得以最大限度地發揮。

2 繼電保護可視化技術在智能變電站中的應用

為提高智能變電站的運行穩定性，可對繼電保護可視化技術進行合理應用，據此，本文設計開發了一套繼電保護可視化系統，當變電站內的設備出現故障后，可視化系統能夠對故障信息進行記錄，并完成智能化分析，隨后以圖形或是圖表的形式，對分析結果進行可視化呈現。該系統的應用思路如下：可在故障錄波分析設備中添加一個可視化模塊，以此來實現設備故障的可視化顯示，按照故障發生的先后順序，對整個過程進行記錄，同時，對保護動作記性回放。故障動作后，系統記錄的文件包括中間節點、動作簡報、故障錄波等。

2.1 中間節點文件

該文件中主要包括如下信息：設備保護邏輯的動作情況、故障錄波等，這部分信息可用于可視化圖形回放。從記錄的內容上看，故障錄波與中間節點所記錄的內容屬于同一類信息，前者以故障概況為主，后者是對故障問題的進一步分析，記錄了故障發生時的細節，由此可為故障的快速處理提供依據。

2.2 故障可視化

本文所設計的繼電保護可視化系統以設備故障發生的時間先后作為依據，以此來完成故障分析與排除。系統歸納了三種文件，分別為中間節點、故障簡報和故障錄波，并將核心功能組件，以嵌入的方式加裝到故障分析器中，可對設備故障的發生過程進行記錄和回放，并對孤站那個發生時，保護動作的順序進行記錄。借助可視化保護邏輯圖對故障問題進行分析的過程中，不同的中間節點動作情況會以高亮的形式顯示在圖形上。

2.3 圖元模板

圖1：可視化系統的主要功能

該可視化系統能夠在基本圖元中完成繪圖自定義，每一個圖元都有表達個數的屬性，這個屬性還能表達圖形元素所處的形態。圖元模板可按照個數值，對內部圖像進行條件繪制。為使可視化圖形更加簡單，當連接線的個數值為零時，可用紅色線表示，當個數為1時，則可用綠色線表示。

2.4 互操作

在該系統開發時，采用了當前較為流行的G語言，對不同設備間的互操作保護邏輯進行構建，以此來實現不同服務器指的自描述。這樣不但使可視化圖形的處理能力獲得顯著提升，而且還實現了不同設備的互操作。

3 結論

綜上所述，故障可視化系統在智能變電站中的應用，使故障處理效率大幅度提高，當繼電保護裝置啟動后，系統便會對各種故障信息進行記錄，并將信息上傳給主機，在完成分析后，進行可視化呈現。本文開發的可視化系統已在智能變電站中進行試運行，自該系統投入后，站內設備的故障處理效率較之以往進一步提升。可見，該系統具有良好的使用價值。