继电保护检验新技术及应用实践之研究

继电保护检验新技术及应用实践之研究

吴林峰

（广东威恒输变电工程有限公司528000）

摘要：继电保护可以在供电系统发生故障时，自动地、迅速地、并有选择地切除故障部分，保证非故障部分继续运行，还能够完整地、安全地监视各种设备的运行状况。本文概述了电力系统继电保护的发展，分析了继电保护新技术在电力系统中的应用，展望了继电保护技术未来发展趋势。

关键词：继电保护；新技术；检验方法

继电保护是电网安全的主要屏障。组织恰当的试验项目，对继电维护设备进行准确的查验，是确保继电维护设备安全运转和牢靠动作的极为主要的一环。继电维护的新设备查验、交代查验作业是确保继电维护安全牢靠投入生产运转的条件，投运后的定期查验作业是进步继电维护健康运转水平的要害，事端后查验则是避免相似事端重演的根底。在继电维护的查验作业中，不一样的期间有不一样的特色，查验的要求、要点、办法、注意事项等都要区别对待，在原水电部颁《继电维护及体系自动设备查验法令》及有关查验规程中，对大部分设备的查验项目都有比较具体的规定，但在实际履行过程中，感受规程法令落后于局势的开展需要。本文目的结合多起事端剖析，讨论各期间维护查验作业的特色和要点，希望能抛砖引玉，与广阔同行携手共同进步维护查验技术。

1继电保护新技术的应用

随着科技的飞速发展以及微机继电维护的遍及使用，许多新技能不断使用到继电维护范畴，例如IT技能的使用，完成了维护、操控、丈量、数据通信一体化；使用人工神经网络，可以处理电力体系杂乱的非线性化等一系列的问题；使用自适应技能使继电维护获得更强的毛病信息处理才能和自适应才能，明显进步其动作功用。使用网络继电维护可以完成维护功用的集成、自适应进行维护配置和定值计算等。

人工神经网络是模仿生物神经元的构造而提出的一种信息处理办法。人工神经网络由大量的模仿人脑的神经元互联构成，是一种非线性映射体系，具有强壮的模式识别才能，通过对反映输入特征量的大量样本学习，可以对任意杂乱状态或过程进行分类和识别。这些年，人工神经网络和含糊操控理论逐渐使用于电力体系继电维护装置中，触及毛病类型的区分、毛病间隔的测定、方向维护、主设备维护等方面。目前电力系统各发、继电保护管理的电力供应单位，会发现每个单元继电保护管理中存在的问题很多。由于各单位管理水平不同程度的重要性，导致操作维护效果也不同，可能会反复处理不能完全消除，费时又费力的消耗品，并严重影响设备和电网的安全稳定运行，所有带隐藏的安全运行的继电保护患。

1.1设备管理

设备管理方面，现在的方法是对设备实行周期性试验制度，保证设备的运行可靠。及时更换超年限或即将超年限的设备。以后会在继电保护的基础上对每一个设备进行有针对性的调整。

1.2缺陷管理

随着承德配网快速发展，近年来配网10千伏短线路不断增加，电网短路容量迅速增大，加之继电保护设备元器件的老化，使继电保护装置的运行环境更为恶劣，在不断经受系统故障考验的同时，也暴露出继电保护装置所存在的缺陷和薄弱环节。加强配网继电保护日常运行管理和缺陷处理始终是承德地区配网继电保护专业工作的重中之重。缺陷管理方面现在实行的是24小时消缺制度，消缺完成后及时记录。在以后的管理上实行举一反三的方法，这样能避免事故的重复发生。

1.3保护定值管理

保护定值管理方面，现有的方法是对新建线路或改造设备由施工单位或相关管理单位报送系统参数后，继电保护整定计算人员依据报送的系统参数进行计算并提交审核。运行方式变化后，由主管运行人员报送系统参数后，继电保护整定计算人员依据报送的系统参数进行计算并提交审核。以后会改进人工计算报送的方法，完全由微机代替。

2基于设备运行信息的检验方法

继电保护设备均规划了较完备的自检功用，并可经过规范协议将自检信息和收集的数据送到保信体系。使用依据保信体系的运转信息辅佐确诊渠道，可完结对继电维护及其二次回路“功能下降、功用失效”环节的在线监测，完结依据实时信息的继电维护维修。运转信息辅佐确诊渠道归纳使用继电维护设备及回路的实时信息数据，进行数据信息发掘，可构成多种数据校核手段，然后完结依据设备运转信息的查验。其根本方法可分为以下三类。１）维护硬件功能在线确诊。经过对光功率、作业电压、机箱温度等维护运转实时数据和历史数据的发掘和推理，一起联系维护设备要害元器件的功能参数、供货商提供的运转趋势曲线等数据，评价设备硬件运转的状况，在硬件毛病概率加速变大前，替换有关的插件，然后削减设备硬件失效。２）稳态同源数据的一致性比对。使用来自不一样目标的同源数据，可直接进行一致性比对，可查看继电维护模拟量收集体系和有关二次回路的正确性。如不一样设备（如变压器维护、线路维护、母差维护、测控设备、两层化维护等）所收集同一间隔的模拟量信息（如电压电流）和开关量信息（开关方位），辅佐确诊渠道可进行一致性比较和剖析区分，并及时提示反常情况。３）稳态同源数据的深度剖析与智能区分。能够以稳态同源数据为根底，进一步的核算和提炼数据规则及有关联系，归纳多种信息构成更智能的区分，例如：①依据电气量核算的反常状况辨认，如零序、负序的电气量核算，差电流核算、谐波电气量核算（如经过电压谐波进行电压互感器中性点悬空的区分、实时差流区分维护通道收发路由等）；②归纳不一样性质信息的反常状况辨认，如开关方位状况信息联系电流信息，归纳区分开关状况和模拟量收集的正确性。４）暂态数据的计算和归纳剖析。使用继电维护在体系扰动或毛病后生成的录波文件，对扰动进程进行剖析，然后查验维护设备二次电流、电压等模拟量采样回路及开入开出跳闸回路的完好性，构成继电维护反常状况的智能辨认，此时，依据维护设备的每次发动都能够完结一次常规则检的采样值查看，而每次动作都能够完结一次常规则检的采样值及跳闸回路查看。关于双套装备的维护设备，还可经过对比同一次扰动进程中双套维护的录波文件，确定状况的改变来自外部扰动仍是因为内部反常形成。例如：①体系短路状况下，经过对电气量的归纳区分，完结电流互感器饱和、电压互感器二次回路反常的智能辨认；②经过对继电维护设备的动作做法要素分解，可完结对维护模拟量收集回路、维护跳合闸出口回路、压板及开入Ｉ／Ｏ回路的反常智能辨认判据；③可经过对暂态进程的数据获取，发现运转隐患，防微杜渐，如开关拉合进程中的误码剖析，完结对维护通道的有关状况（如通讯接地方法正确性、光信号收发裕度等）的综合评估。

3人工神经网络在线路保护中的应用

输电线路常见的保护有纵联差动保护、高频方向保护、距离保护、电流保护等，其中纵联差动保护是广泛应用于220kV及以上输电线路的主保护，区外短路时，差动电流继电器的比率制动特性可防止不平衡电流引起的误动，但这种常规方式在实验得出的动作区域有变化时，常规微机保护原理需重新设计算法。人工神经网络避免了常规差动保护整定的不灵活性和原理上的不足，基于BP算法的差动保护，为简化计算，BP网的输入取制动和差动电流，输入层单元数为2个，输出则为动作信号0或1（0表示不动作，1表示动作），输出层单元数为1个；隐含层的单元数根据网络规模及试验确定，这里取4个。因此，BP网的结构为“2-4-1”型。神经网络用于线路纵联差动保护是合理、可行的。

电流保护是低压线路的主要保护形式，具有简单、经济等优点。但其定值整定、保护范围和灵敏系数等方面受电网接线方式及运行方式的影响明显，如电流速断保护，其整定值是按照系统最大运行方式下发生三相短路来整定的，当系统运行方式发生较大变化时，可能出现系统在最小运行下发生两相短路，或者被保护线路长度很短，电流速断无保护范围的现象。人工神经网络由于其可对不确定系统进行学习或实现自适应，具有高度的容错性、鲁棒性及多输入多输出并行工作的特点，适合于复杂系统和对象的控制，基于人工神经网络的电流保护，在系统的各种运行方式下及各种故障中，不仅能够自适应识别线路的故障类型、相别和故障点位置，还可以准确地区分振荡与故障两种情况。

4人工神经网络在变压器保护中的应用

在变压器保护中关于励磁涌流状态的识别一直是困扰继电保护研究人员的棘手问题。基于人工神经网络，综合考虑变压器励磁涌流状态和故障状态的特征，提出并建立了一个三层前向神经网络模型，它利用EMTP进行了大量的仿真计算，并将计算结果作为训练样本，对所建立的神经网络模型进行训练。对该模型进行故障状态检验结果表明，所建立的神经网络能够对变压器所发生的故障状态作出正确响应。

结论

继电保护检验工作的成果，会直接体现在维护的安全稳定运转上，但不是说，维护的安全稳定运转全部依靠查验作业，事实上，从运转实习看，维护装置的运转状况主要依靠商品的质量和功能，而二次回路问题中规划部门是要害，因而，在大力提高维护查验水平的一起，不应当疏忽制作和规划等前期环节。维护查验水平的提高，除需求留意多使用自动检测技能、拟定履行规范查验流程、简化查验项目等外，还需求留意新技能使用带来的新问题，如综自技能、光纤通信技能等使用中的专业接口设备的查验等。希望在包含制作、规划、装置、调试、维护、运转等各部门专业人员的共同努力下，不断探讨，改善维护的查验作业，使整个保护系统健康可靠地运行。

参考文献：

[1]王梅义.电网继电保护应用[M].北京：中国电力出版社，1999.

[2]赵自刚.关于新形势下继电保护检修策略的几点思考[J].继电器，2000，28（11）：68-72.