智能變電站繼電保護系統(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，越來越多的智能變電站投入運行。區(qū)別于傳統(tǒng)變電站中的保護裝置，智能站的繼電保護裝置有著很大改變，其運行維護手段也不能一概而論。目前，將狀態(tài)檢修應用于一次設備方面的研究和實踐成果頗豐。在借鑒此經(jīng)驗的基礎上，本文提出了智能站繼電保護裝置的狀態(tài)檢修策略，可以為智能變電站繼電保護裝置狀態(tài)檢修工作的開展提供了理論支持和實踐基礎。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護系統(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，負責將高電壓轉(zhuǎn)換為中低電壓，并將電力引導至配電線路。變電站中的繼電保護裝置對于變電站安全具有不可替代的意義。當變電站設備發(fā)生故障時，可以通過繼電保護裝置及時報警并隔離故障設施，維持基金項目：國家自然科學青年基金項目資助（61602251）電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行。因此，保持變電站繼電保護裝置的正常工作狀態(tài)對于電力安全至關重要。但通常情況下，一個城市可能有幾十個變電站，而一個變電站內(nèi)也可能有多個繼電保護裝置，這使得實時地人為監(jiān)測所有繼電保護裝置并不可行。因此，傳統(tǒng)的做法是定期地進行人工檢查，這不僅耗費大量人力物力，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)境導致的檢查失誤。

1建立狀態(tài)指標集

在智能變電站中，保護裝置的運行狀態(tài)受到了來在不同層面的多個因素影響，而且每個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。考慮到智能變電站在實際中存在投運時間短、投運數(shù)量少等情況，關于繼電保護裝置狀態(tài)檢修方面的經(jīng)驗極其欠缺，且整個行業(yè)內(nèi)沒有一個統(tǒng)一的切合實際的檢修規(guī)范。本文在常規(guī)變電站繼電保護狀態(tài)檢修的基礎上，結(jié)合智能變電站實際運行情況、繼電保護裝置的技術特點和運行狀態(tài)，建立了智能變電站繼電保護裝置狀態(tài)檢修的狀態(tài)指標集。該狀態(tài)指標集主要包括兩個方面：（1）歷史運行數(shù)據(jù)歷史運行數(shù)據(jù)包含下面五個方面，即裝置投運時間、裝置家族性缺陷情況、裝置隨機性缺陷情況、裝置平均無故障時間和裝置正確動作率。（2）實時運行數(shù)據(jù)實時運行數(shù)據(jù)采自裝置當前運行狀態(tài)下的各類數(shù)據(jù)，可直接有效的反應當前觀測裝置的運行狀態(tài)。考慮智能變電站中的技術特點、數(shù)字化程度和通信規(guī)約，實時運行數(shù)據(jù)包含下面七個方面，即裝置外觀良好情況、裝置目前運行環(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繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)的綜合評價

2.1 人工測試

繼電保護裝置人工測試主要是面向以往的繼電保護裝置實際保護功能的單向檢測，同時整個檢測環(huán)節(jié)皆由手動方式所完成。按照測試設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，著重針對測試誤差予以計算，同時對測試誤差進行人工記錄。以此獲得保護裝置的測試結(jié)果。所有性能的具體信息數(shù)據(jù)均是借助人工手動的措施予以測量以及錄入分析。以普通的單項過壓保護為例，在整個測試工作中主要會涉及到：對即將進行測試裝置過壓保護的模擬量輸入端子與測試儀與之相關的輸出端子予以手動連接，同時也對測試裝置過壓保護跳閘出口端子和測試儀輸入端子予以有效連接。人工設置過壓保護啟動值，以此延時時間。人工安設測試儀，輸出故障模擬量。按照待測裝置所存在的跳閘行為，著重對檢查結(jié)果予以分析，同時計算測試誤差予，借助人工記錄的方式對測試數(shù)據(jù)信息予以全面的記錄，并且編制到測試報告文件之中。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，因為測試儀器規(guī)格以及精準度又存在許多差異，促使測試案例之中的復用性以及可移植性極差，效率不高。

2.2 自動化測試系統(tǒng)

繼電保護裝置作為非常重要的二次設備，提高測試設備的測試技術以及智能化技術已經(jīng)成為必然趨勢。所以針對繼電保護裝置手工測試所面臨的諸多問題，自動化測試系統(tǒng)的設計應該滿足如下要求。積極提升測試整體效率以及覆蓋率。自動化測試系統(tǒng)需要著重對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)自動測試。通常而言，相關測試人員僅僅是將各項測試信息逐一輸入到自動化測試系統(tǒng)之內(nèi)，該系統(tǒng)便能夠自行做好測試、結(jié)果判斷以及測試報告編制的工作，以此做好閉環(huán)測試，在這整個過程中不需要任何人工操作。整個測試環(huán)節(jié)更具公開性。公開的測試流程，例如，對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一步分析以及處理提供一定的助力。具有自動測試執(zhí)行系統(tǒng)以及智能測試管理系統(tǒng)。因為繼電保護裝置的相關測試工作實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為自動化測試的全面性與有效性提供良好的保障。自動化測試系統(tǒng)具有良好的適用性。由于同一類型的繼電保護裝置在各個生產(chǎn)企業(yè)之內(nèi)有所差異，所以為了能夠達到繼電保護裝置各項測試要求，無論是測試系統(tǒng)還是測試腳本的設計，都應該具有一定的便捷性與靈活性。繼電保護裝置自動測試系統(tǒng)的研發(fā)及設計在充分掌握繼電保護測試裝置的各項測試內(nèi)容以及全方位分析智能自動化測試系統(tǒng)各項要求的前提下，借助不間斷的研究以及深度分析設計了TEP（TestExecutePlatform）繼電保護智能自動化測試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要涉及到智能測試管理系統(tǒng)以及自動測試執(zhí)行系統(tǒng)兩個層面，由于具有較強的適用性、智能化水平高、自動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)行平臺的合理應用，促使自動化測試執(zhí)行系統(tǒng)以及智能測試管理系統(tǒng)得以實現(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個部分。

3結(jié)語

利用平移變焦攝像機拍攝的變電站實時畫面，首先基于圖像平滑進行去噪聲處理，隨后，設計了一種圖像配準方案，能有效地對變電站實時圖像這一類特殊圖像進行對齊和配準，提升圖像質(zhì)量。基于尺度不變特征變換與卷積神經(jīng)網(wǎng)絡，模型能以較高的精確率識別出圖像中繼電保護裝置的狀態(tài)。

參考文獻：

[1]姚小金.配電變壓器故障類型及狀態(tài)檢修技術[J].中外企業(yè)家，2019（12）：118.

[2]王月月，陳民鈾，姜振超，等.基于云理論的智能變電站二次設備狀態(tài)評估[J].電力系統(tǒng)保護與控制，2018，46（1）：71-77.

[3]肖艷煒，趙玉成.電力系統(tǒng)變電一次設備狀態(tài)檢修策略研究[J].電子世界，2017（3）：192+194.