国网江苏省电力公司检修分公司南通运维分部 226000
摘要：状态评价是继电保护装置及二次回路实施状态检修的核心，只有在准确评价继电保护装置及二次回路状态的基础上，才能合理安排检修项目和时间，提高继电保护的运行效率和可靠性。近年来，电力领域中的诸多国内外专家和学者相继对继电保护的状态检修及状态评价进行了许多探索性的研究，将已经在诊断、预测、决策等领域中成功应用的各种智能方法，如层次分析法、模糊理论、灰色理论、神经网络法、证据理论等，引入到继电保护的状态评价领域中。国家电网公司等电力企业在这些研究成果的基础上，结合自身运行经验和实际情况，建立了继电保护状态检修规范，并且已进入初步应用阶段。本文主要就对基于多层次架构的继电保护在线状态评价方法进行分析和探讨。
关键词：多层次架构；继电保护；在线状态；评价
1 继电保护相关二次回路状态检测的重要性
1.1在出现继电保护不科学不合理的动作要素时候，应该是由于继电保护设备自身就存在着许多的隐患和误差，而且这种情况占有的比例相对较高，而且经过定期校验和普通的试验措施也很难在第一时间发现这些问题，所以我们要在继电保护设备的类型和投产试验过程中要采取分层严格的检查。因为对干扰导致的电保护装置不科学的动作，比如雷击干扰所导致的线路保护拒动，这是经过定期校验和普通试验相关措施也不好对问题出现的引起故障的根本原因进行确认的，其主要是运用在抗干扰防护措施当中。
1.2对于二次电路的问题，通过定期校验的常见测试措施，能快速识别由定期检查不合理所引起的问题，其可以第一时间内找到相关主要问题所在和出现问题的原因，计算机保护检查的应用主要是针对保护功能的逻辑确认，然后再对二次回路和辅助设备进行相关的严格检查。
2 基于多层次架构的继电保护在线状态评价方法
2.1利用保护信息矩阵识别故障线路
保护装置采用启动元件动作触发方式：如果任意保护元件启动元件动作，则触发相应保护装置的动作概率计算程序。当保护启动元件动作后，保护进入故障信号处理程序，根据特征量的动作方程决定保护是否动作发出跳闸信号，可以通过在保护软件设计中添加计算保护动作概率的简单程序，采用保护动作概率计算方法，使保护每次进入故障信息处理程序时同时完成保护动作概率的计算。若此时保护装置起动但振荡闭锁标志字为1，说明保护处于振荡闭锁期间，不上传数据，避免振荡情况下主站错误评估。若保护启动元件已经起动并且振荡闭锁标志字为0，则上传当前测量阻抗和各段保护动作概率，并标定上传时间。
采用分层分布式结构，在空间维度结构上，保护评估监控系统包含变电站间隔层分布式保护装置、位于各变电站同一电压等级侧的信息子站和位于调度端的分析处理主站，综合实现了纵向分层次的继电保护监控架构体系，并通过整合全网保护动作概率信息达到监测保护失效风险的目的；在空间维度电压等级层次上，不同电压等级划分为不同区域，区域间的保护风险监测相互独立。
同时，主站接收到子站信息矩阵后，按照时标信息合并各子站上传的相同时刻的子站保护评估矩阵，删除前三列动作概率全为零的行形成主站评估矩阵D并对其按列降序排序，再利用排序后的主站信息矩阵分析保护运行状态。并将评估指标和结果按时间信息储存以便用于故障后分析。主站利用各个子站上传的同一时刻保护动作概率和测量阻抗合成主站保护信息矩阵，根据信息矩阵数据和存储在主站中的保护结构信息矩阵对系统当前运行状态进行判断。
当系统发生故障或潮流转移等情况时，保护启动并上传数据。此时需要先判断系统是否存在故障线路并进行故障线路识别，故障线路识别流程如图1所示。
图3故障线路识别流程
当主站完成故障线路识别过程后，将主站信息矩阵D、矩阵FP1、矩阵P2F清零，等待下一周期子站上传数据。使用测量截距动作概率识别故障线路能够避免经过渡电阻接地故障时过渡电阻对故障识别的影响。当某条线路两端保护均有测量截距动作概率大于零时，认为该线路发生短路故障。综合利用矩阵D和B中的信息，可以识别母线故障，避免了母线故障情况下，主站误判得出错误的评估结果。当发生母线故障时，与该母线相连线路上的电流均流向该故障母线，线路对端保护的测量截距动作概率大于零。当矩阵D中存在测量截距动作概率大于零的保护为安装在与同一母线相连的线路上时，认为此时系统发生母线故障。
2.2基于保护动作概率的保护运行状态评价
继电保护的运行状态评价是利用一次系统故障前和故障后的信息，对保护的动作行为进行评判的过程。其目的在于识别保护系统有无隐藏故障、有无整定错误、性能是否达到设计要求。利用保护动作概率，可从以下方面实现对继电保护系统的运行状态评价。
1)继电保护系统整定选择性评价
对于阶段式保护，故障线路保护的上一级保护元件II段保护范围小于故障线路保护I段保护范围，此时应满足：
4)继电保护系统快速性评价
对于主保护为纵联保护的输电线路，应在故障发生后5个周波内将故障切除，因此当主站对保护装置连续两次保护上传数据的判断结果均为存在故障时，说明此时不满足保护装置快速性要求。
结语
通过构建保护监测评估架构定时传输保护动作概率和测量值，充分利用保护装置内部信息监测当前保护运行状态。建立基于保护动作概率的保护状态评价指标，实现保护运行状态的在线监测和评价。该方法具有以下特点：1)通过构建保护监测评估架构只向主站上传已启动保护的动作概率信息，解决了直接采用大量故障录波信息进行分析引起的数据通信量过大、数据不可用等问题。2)采用定时上传数据的方法，每隔200ms判断一次子站是否满足上传数据要求，保证评价信息的实时性，可以实现继电保护状态的在线评价。采用基于保护动作概率的评价指标，精简了数据分析和状态评价过程。3)通过基于测量阻抗的故障线路识别方法快速准确地识别故障线路，确保了对故障元件保护和非故障元件保护均进行准确的分析评价。
参考文献
[1]李跃军.智能变电站二次设备状态评估模型及其应用的研究[D].华北电力大学,2015.
[2]师元康.新一代智能变电站继电保护设备状态评估技术研究[D].华北电力大学,2016.
论文作者:戴建峰
论文发表刊物:《基层建设》2017年第18期
论文发表时间:2017/10/16
标签：故障论文; 动作论文; 概率论文; 矩阵论文; 继电保护论文; 评价论文; 线路论文; 《基层建设》2017年第18期论文;