基于變電站保信系統的綜合故障分析功能研究

鐘寶華 危樂

摘要：在電網異常和事故跳閘的情況下，變電運維人員通常通過保信分站遠程獲取保護動作情況，收集錄波數據，綜合分析得出結論。技術的不斷演變使得單純依靠人腦進行復雜的數據分析不再必要，現基于變電站保信系統開發了綜合故障分析功能，可以快速得出保護動作結論。

關鍵詞：故障分析;保信系統;保護動作

0? ? 引言

隨著電網規模的不斷發展，變電站一、二次設備日常運維工作越發繁重，設備運行異常、事故跳閘情況也日益凸顯。在以往的運維模式下，發生事故跳閘時只能通過保信分站遠程對故障相關設備數據進行單獨查閱、人工分析，工作效率較低。而基于保信系統的綜合故障分析功能則能通過程序化智能分析，迅速定位電力系統故障點及故障擴大原因，提升電力系統故障分析效率。

1? ? 研究目的

繼電保護故障及信息系統在電網系統內得到了廣泛應用，簡稱“保信系統”，由分布在變電站內的保信子站和各級調度管理的保信分站組成，是繼保專業常用的工具。本研究旨在開發保信分站的綜合故障分析功能，當電力系統發生故障跳閘時，可以快速對故障時相關元件、保護動作情況等進行智能分析，清晰展示出整個故障發生過程的動作時序，判斷出故障點位置，并評價相關的保護裝置及一次設備的動作，快速得出保護動作結論。保信系統的綜合故障分析功能實用化有利于電網快速復電，提高供電可靠性。

2? ? 技術要點

本研究主要技術創新點在于開發了變電站保信系統的高級應用，模擬電網系統故障時專業運維人員的故障分析邏輯及模式，實現整個故障過程的動作時序可視化，通過保護動作分析原理進行一、二次設備動作評價及故障點判斷，實現高效的電網故障綜合分析。主要模塊如下：

（1）電網故障時的動作時序表，整合、篩選出繼電保護故障及信息系統采集的故障信息，將電網故障時相關設備的開關量、模擬量、錄波、報文結果等進行整合分析，得出整個故障發生過程的動作時序，清晰展示整個故障演變過程。

（2）融入了保護動作分析原理，增加了繼電保護動作分析的判斷邏輯，結合動作時序及動作情況，對相關的保護裝置或一次設備的動作評價等信息，判斷出故障點位置。

3? ? 功能設計

本研究中綜合故障分析方法的設計框圖如圖1所示，具體包括：獲取變電站的繼電保護元件和開關元件的動作定值信息和實際動作信息;根據實際動作信息確定繼電保護元件和開關元件的動作時序;對比繼電保護元件的動作定值信息和實際動作信息，以確定繼電保護元件的動作是否正確;對比開關元件的動作定值信息和實際動作信息，以確定開關元件的動作是否正確;根據繼電保護元件和開關元件的動作時序及其動作是否正確，確定故障點及故障擴大原因。

3.1? ? 動作時序編制

通過保信系統收集故障期間變電站中相關設備的故障數據，獲取繼電保護元件和開關元件的實際動作信息，整合數據后可得到一個完整的動作時序表，動作時序表中的數據包括故障相關的一、二次設備名稱，設備動作基準時間及動作明細。其中，設備動作基準時間以故障初始階段時間為基準，如動作基準時間為：**年**月**日**時**分**秒**毫秒。

3.2? ? 保護動作分析邏輯

邏輯分析主要由保護動作評價、開關動作評價和故障過程綜合分析三部分組成。保護動作評價邏輯是對故障過程中涉及的每個保護進行動作正確性評價;開關動作評價邏輯是對故障過程中涉及的每個開關進行動作正確性評價;而保護動作評價和開關動作評價作為故障過程綜合分析的數據支撐，通過智能分析得出結論。

（1）圖2展示了保護動作評價邏輯框圖，通過比對故障期間故障數值與保護動作數值、實際動作時間與保護延時，判斷保護動作正確性。

（2）圖3展示了開關動作評價邏輯框圖，分析開關有無分閘或慢分的情況，判斷保護動作正確性。

（3）圖4展示了故障綜合分析邏輯框圖，通過收集各個保護及開關的動作評價結果，智能定位電網故障點。

4? ? 結語

本研究開發了一種變電站保信系統的綜合故障分析功能，大大提升了裝置的實用化水平。通過故障信息整合優化、動作時序可視化、一/二次設備動作情況智能判斷，給予繼保從業人員專業技術支撐，為及時、快速地處理電網故障提供了更為有效的技術支持，縮短了故障處理的時間，減少了因電網故障造成的企業和社會的經濟損失，可以廣泛應用在變電站保信分站或保信子站中。

收稿日期：2020-07-31

作者簡介：鐘寶華（1989—），男，廣東梅州人，碩士研究生，工程師，研究方向：電力系統分析、運行與控制、電力系統繼電保護。