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摘要:隨著城市化建設發(fā)展電力系統(tǒng)更加錯綜復雜，連接路線長，電壓電流變換也非常頻繁，在這種情況下，極容易產(chǎn)生二次回路故障，導致整個電力智能站供電故障。傳統(tǒng)的二次回路診斷方法最大矢量低，導致其診斷效率低，因此設計新的診斷方法，首先采集了智能站二次回路故障信息，構建了二次診斷模型，然后設計了故障推理方案，實現(xiàn)了智能站故障綜合診斷。實驗證明，設計的二次回路故障診斷方法的最大矢量高，因此其診斷效率高，有一定的應用價值。

關鍵詞:智能站；二次回路；故障診斷；電力系統(tǒng)；供電故障

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，我國的變電站數(shù)量也越來越多，各個地區(qū)的用電量增加導致變電站電纜分布復雜［1］。智能站主要是利用計算機技術，將變電站中的各個電纜分支記錄到變電站管理平臺中實現(xiàn)統(tǒng)一管理，常規(guī)的智能站故障診斷方法主要是在管理平臺中攔截故障信息［2］，報警實現(xiàn)故障診斷，但這種方法存在效率低，容易出現(xiàn)錯漏的問題，因此需要設計一種新的診斷方法，提高診斷效率，對促進智能站發(fā)展有重要意義。

1智能站保護二次回路故障診斷方法設計

1．1采集智能站二次回路故障信息

當電網(wǎng)發(fā)生故障時，最先應該進行故障信息排除，因此首先需要采集故障信息，提取出的故障信息可以為故障排除和恢復提供依據(jù)，故障信息包括靜態(tài)配置信息和動態(tài)實時監(jiān)控信息［3］，動態(tài)實時監(jiān)控信息包括變電站綜合自動報警信息、故障日志信息和輔助信息。根據(jù)傳統(tǒng)變電站的輸送規(guī)則，可以進行二次配置，將故障信息采集模塊接入到采集平臺中［4］。除此之外，智能變電站信息采集的范圍可以根據(jù)變電站的規(guī)模劃分，首先采集設備自檢信息，然后采集網(wǎng)絡運行狀態(tài)信息，將這些故障信息依次輸入到過程層、間隔層、站控層，并進行初步連接。故障信息采集為維護二次智能站保護提供了堅實的信息庫，因此，在故障信息采集時，需要設置輸入電路的位置，方便其進入到智能站數(shù)據(jù)庫中。輸入電路包含模擬量輸入和開關量輸入，智能變電站通過故障記錄系統(tǒng)和存儲數(shù)據(jù)，因此需要將輸入電路的接口與數(shù)據(jù)庫的入口緊密連接。智能變電站配備網(wǎng)絡歷史分析與故障記錄集成裝置、故障記錄儀和數(shù)據(jù)管理機［5］。不僅如此，變電站還配備了外圍電壓記錄儀、線路記錄儀、報文分析儀，保證智能站數(shù)據(jù)信息采集的信息與故障信息擬合。變電站的數(shù)字記錄分析設備可以捕捉所有數(shù)字設備的網(wǎng)絡運行狀態(tài)，并直接采集每個時間間隔映射的光口、GOOSE開關值和保護裝置的網(wǎng)絡端口數(shù)量，GOOSE開關可以監(jiān)控并記錄來自GOOSE交換機的數(shù)據(jù)。在運行狀態(tài)下，合并單元由數(shù)字記錄儀和網(wǎng)絡分析儀監(jiān)控，并與保護單元進行比較。但是，合并裝置作為電子元件，不具有可靠性，因此，站臺配備了常規(guī)的記錄儀，監(jiān)測合并裝置的輸入，電壓輸入、開關跳變和三側(cè)PT合并位置，實現(xiàn)監(jiān)測和控制協(xié)調(diào)運行的綜合自動化系統(tǒng)［6］。數(shù)據(jù)采集的輔助裝置包括報警儀、錯誤記錄儀、自動裝置和遙控裝置。變電站故障診斷側(cè)重于綜合系統(tǒng)的故障告警信息，該告警信息可以反饋測控單元異常、開關機構信號異常、交流電源單元異常、直流電源單元異常等。二次系統(tǒng)故障診斷主要針對二次設備和通信網(wǎng)絡故障，因此沒有對變壓器等一次設備的監(jiān)測信息進行詳細分析，因此，需要重點分析斷路器的監(jiān)測信息，不要過多考慮內(nèi)部機械結構。

1．2構建智能站保護二次回路故障診斷模型

在采集到智能站保護信息后，需要建立故障診斷模型，故障診斷模型可以及時檢測出網(wǎng)絡的異常，并根據(jù)網(wǎng)絡的異常狀態(tài)告警信息，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，變電站的通信組網(wǎng)是由監(jiān)控模塊，保護模塊、測量模塊等模塊組成，經(jīng)過幾個模塊的篩選，提取產(chǎn)生的報警信息，根據(jù)此時的報警信息，設計診斷模型，如下圖1所示。由圖1可知，該故障診斷模型首先需要進行故障重塑，重塑后觀察此時是否存在異常故障信息，如果此時出現(xiàn)了異常故障信息，需要先進行動作信息保護，然后進行綜合診斷，在綜合診斷時，由于輸入的告警信息類型不同，需要使用不同的方法進行診斷，包括智能裝置診斷，配置診斷和報文診斷，將診斷的故障信息輸出到信息反饋中心，實現(xiàn)故障診斷。

1．3設計故障推理方案

由于某些不可靠的因素存在，告警信息可能存在虛警或漏警，在這種情況下，進行準確的推理往往得不到正確的處理結果，在執(zhí)行不確定推理時，警報需要與信息相匹配，因此設計的故障推理方案對故障推理規(guī)則進行了部分修改，以確保推理的正常進行。在故障正常診斷的情況下，故障告警信息可以根據(jù)重要程度分為核心信息和輔助信息，采用部分主輔信息相加的方法推導出此時的診斷規(guī)則和診斷結果，本方法根據(jù)一致性程度進行分析，輔助系統(tǒng)故障推理的基本步驟如下：第一步，根據(jù)告警信息發(fā)現(xiàn)相關的告警對象，根據(jù)告警對象對告警對象進行分類，確定最大誤差范圍。第二步，根據(jù)告警信息屬性檢索相同的屬性信息，根據(jù)相同的屬性對應關系對相同的告警對象進行分類，確定相同屬性告警信息的故障范圍。第三步，根據(jù)網(wǎng)絡拓撲對連接對象進行分類，確定故障區(qū)域。從報警對象到拓撲檢測，所有發(fā)現(xiàn)的智能設備和通信設備都是疑似有缺陷的部件。第四步，根據(jù)已有啟發(fā)式知識進行規(guī)則匹配，確定故障設備或鏈路。對疑似故障元件進行故障假設，然后根據(jù)知識庫中的相關啟發(fā)式規(guī)則判斷匹配程度，最終輸出診斷結果。

1．4實現(xiàn)智能站故障綜合診斷

智能站保護功能的正常實現(xiàn)需要所有鏈路的協(xié)調(diào)配合，才能保證診斷系統(tǒng)穩(wěn)定正常運行，如果鏈路發(fā)生故障，極有可能造成保護異常，此時如果故障線路無法快速可靠地排除故障，會嚴重威脅智能站的安全。因此在進行電纜布設時，應及時篩選出有缺陷的生產(chǎn)線，確保智能站線路的可靠運行。由于GOOSE報文傳輸過程選用了一個GOOSE網(wǎng)絡智能保護組件，因此在進行故障診斷時，需要考慮智能保護裝置的配置信息、智能組件的運行狀態(tài)、運行回路狀態(tài)、GOOSE診斷結果和消息的傳遞狀態(tài)?？梢愿鶕?jù)知識庫中已有的知識來推斷智能部件和運行回路的運行狀態(tài)。GOOSE報文傳輸狀態(tài)診斷需要對故障期間的GOOSE跳閘報文進行信息分析，從而檢查保護裝置的通訊狀態(tài)，該信息也可以通過二級診斷獲得。開關的故障主要發(fā)生在兩個方面，一是開關本身故障，二是跳閘信息，所以開關的故障診斷需要從這兩方面考慮和推斷。步驟1，分析并確定開關的工作狀態(tài)；步驟2，進行GOOSE跳閘命令檢測，確定外部跳閘信息來源。GOOSE報文檢測側(cè)重于SqNum報文信息。如果沒有檢測到外部跳閘命令，也可能是智能開關故障導致的，當檢測到跳閘命令時，可以分析跳閘信息的來源，當保護跳閘信息丟失時，可以使用GOOSE及時進行糾正。

2實驗

為了檢測本文設計的智能站保護二次回路故障診斷方法的可行性與有效性，將其與傳統(tǒng)的故障診斷方法進行對比，檢測兩種方法的矢量，進行實驗。

2．1實驗準備

本實驗在原件自檢數(shù)據(jù)庫中進行，將實驗中需要檢測的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫中提取出來，進行多元化處理，輸入到故障診斷模型中，此時數(shù)據(jù)庫參數(shù)如表1所示。按照表1中的數(shù)據(jù)參數(shù)進行故障信息儲存，從D5000系統(tǒng)故障數(shù)據(jù)庫中提取的結構化數(shù)據(jù)屬性為Re－gion、Factory和AlarmTime。從OMS系統(tǒng)中提取的結構化數(shù)據(jù)屬性為地區(qū)、工廠、防護設備、動作狀態(tài)和動作時間。對于非結構化數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)提取后，必須經(jīng)過處理后才能存儲。D5000系統(tǒng)提取兩個非典型屬性來保護站點異常、保護檢查中發(fā)現(xiàn)的問題并及時采取改進措施，進行故障診斷和保護設備后即可記錄報警內(nèi)容和實際故障信息，處理后，再進行后續(xù)的矢配量檢測實驗。

2．2實驗結果與討論

在上午實驗準備中的自檢數(shù)據(jù)庫中，隨機調(diào)取若干數(shù)據(jù)，使用本文設計的故障診斷方法和傳統(tǒng)的故障診斷方法進行測試，檢測兩者面對大數(shù)據(jù)時的矢配量實驗結果如下圖2所示。由圖2可知，在大數(shù)據(jù)的沖擊下，傳統(tǒng)方法的矢量值逐漸減少，本文設計方法的矢量值呈增加趨勢，因此本文設計方法的故障診斷效率高，具有明顯優(yōu)勢。

3結束語

綜上所述，智能站在大數(shù)據(jù)背景下應用十分廣泛，及時解決智能站布設或使用時出現(xiàn)的故障對智能站的發(fā)展十分有幫助，因此本文設計了智能站保護二次回路故障診斷方法，實驗證明，本文設計方法的矢配量不隨著迭代次數(shù)增加而減少，始終呈現(xiàn)增加的趨勢，因此本文設計方法的故障診斷效率高，具有明顯優(yōu)勢，有一定的應用價值。

參考文獻

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作者：邱亮 單位：國網(wǎng)南通供電公司