智能变电站继电保护检修方法探究

1、 智能变电站继电保护检修方法探究 王 星（国网灵寿县供电公司，河北 石家庄 050500）0 引 言随着我国电力行业的快速发展，越来越多的智能化设备被应用于电网中。作为保障电网安全运行重要环节之一的继电保护装置也得到了广泛关注与研究。然而，在实际使用过程中，由于各种原因，继电保护装置难免会出现一些故障或异常情况，这就需要对其进行及时检修维护1。因此，本文将围绕智能变电站继电保护展开探讨，旨在提出一种有效、可行的检修方法，以提高继电保护装置的可靠性及稳定性。1 智能变电站继电保护检修存在问题分析1.1 存在的问题智能变电站继电保护设备检修存在的问题主要表现为以下几个方面。（1）对于智能变电站继电保护装置的调试不够充分。这种情况下，可能导致继电保护装置无法正常运行或者达不到预期效果。此外，还有些工作人员在进行继电保护装置调试过程中，缺乏足够的经验和技术水平，从而影响了整个系统的稳定性和可靠性。（2）智能变电站继电保护设备检修过程中，容易出现误操作等问题。例如，当工作人员进行二次回路接线或元器件更换时，如果不严格按照标准规范进行操作，就很容易引发安全事故。因此，必须加强相关培训和考核力度，提

2、高工作人员的专业技能和责任意识。（3）智能变电站继电保护设备检修所需时间较长。这是因为传统的继电保护设备检修需要经过多个步骤、多次试验才能完成，而智能化程度高的继电保护设备则更加烦琐和精密，相应地，其所需时间也会更多。（4）智能变电站继电保护设备检修过程中所使用的材料和工具存在一定的缺陷。这些因素都会直接影响到检修效率和质量，进而影响到电力供应的稳定性与可靠性。1.2 原因分析（1）设备老化。随着科技的不断发展，电力系统中使用的设备也在不断更新换代，而这些新设备往往需要更长时间才能达到最佳运行状态。因此，当设备处于早期阶段时，其性能和功能可能无法满足当前电网对于继电保护装置的要求。此外，由于设备老化导致的故障率增加也会影响到继电保护装置的正常工作2。（2）维护不足。继电保护装置是一种高度精密、复杂的电子产品，需要定期进行检查和维修，以保证其正常运转。然而，实际上很多运维人员并不具备专业知识和技能，难以及时发现并处理潜在隐患。同时，一些变电站缺乏完善的维护体系和制度，导致设备长期带病运行，从而进一步加剧了设备损坏程度。（3）误操作。在日常生产生活中，人们难免会因为各种因素误操作设备，这同

3、样会给继电保护装置带来损害。例如，在进行二次接线或调试等操作时，如果不按照规范流程进行，就有可能造成短路或接地等错误情况发生，进而损伤继电器或者线路绝缘层。（4）环境干扰。继电保护装置所处的电磁环境非常恶劣，容易受到外界干扰而出现误动作现象，如雷电、静电等都能够引起继电器瞬间过电压，使得继电器受损甚至失效。（5）设计缺陷。继电保护装置本身具有一定的容错能力，但如果设计不合理，则很容易出现误判和漏判的情况。在设计保护逻辑时，如果忽略某些细节条件，就可能导致保护装置不能正确识别异常信号。（6）人为因素。在实际工作中，人为因素也会对继电保护装置产生不良影响。如运维人员未严格遵守安全规程，擅自进行危险作业；或者是检修人员未能认真履行职责，没有仔细检测和排除故障等3。2 智能变电站继电保护检修方法2.1 智能变电站继电保护检修内容智能变电站的建设使得继电保护装置发生了较大变化。在进行继电保护检修时，需要对其检修内容进行明确和掌握，主要包括以下几个方面。（1）二次设备检查与测试。这是继电保护检修中最基础也是最重要的一项工作，能够及时发现并排除二次设备存在的故障隐患，保证一次设备正常运行。同时还需对

4、二次设备进行功能测试、性能测试以及绝缘测试等多项检测工作，确保其各项指标符合相关标准要求。（2）互感器检修。互感器作为一种用于测量电力系统电流或电压的电子元器件，其稳定性直接影响到整个电网的安全可靠运行。因此，在进行互感器检修时，应重点关注其线圈是否有变形、氧化现象出现，绕组连接处有无过热痕迹等问题，以便及早发现异常情况并采取相应措施予以解决。（3）继电保护定值校验。继电保护定值校验是指通过对接入电网的各类电气元件进行实时监测，计算出当前状态下各个元件对应的保护整定值，从而实现对电网的自动控制。在进行继电保护定值校验前，应对继电保护装置本身及其配套设施进行全面检查，确保其处于良好备用状态。（4）调试验收。继电保护装置经过安装、接线后，需要进行调试验收才能正式投入使用。在进行调试验收时应严格按照相关规范要求进行操作，确保每个环节都无误后方可进入下一步工序。2.2 智能变电站继电保护检修流程智能变电站的继电保护系统是一个相对复杂和庞大的系统，因此在进行检修时需要按照一定的步骤来完成。一般来说，智能变电站继电保护检修主要包括以下几个方面：首先对设备外观进行检查，观察其是否存在异常情况；其次通

5、过仪器仪表等辅助工具检测设备运行状态及故障信息；再次分析数据流图、逻辑图等资料，确定故障范围并制定相应的处理方案；最后将检修结果上报相关部门进行验收。具体检修流程如图1 所示。图1 智能变电站继电保护系统状态检修流程从以上检修流程可以看出，整个检修过程非常烦琐复杂，需要耗费大量时间和精力。因此，需要制定一套科学合理的检修方案，以提高检修效率并降低检修成本。2.3 智能变电站继电保护检修方法为了有效地保障智能变电站的继电安全，应当采取科学合理、高效准确的维护措施，加强设备状态监测工作。通过实时采集和分析设备运行数据，及时发现并处理异常情况，避免因设备故障导致事故发生。应该建立完善的检修管理机制，明确各个岗位职责及任务要求，制定详细的检修计划和应急预案，确保检修工作有序开展。同时还需做好人员培训和技术交流等工作，不断提高专业技能水平。还可利用先进的信息化手段辅助检修工作，如使用电子巡检系统、视频监控系统等工具，实现远程监控与现场操作相结合，进一步提升检修效率和质量。针对不同类型的继电保护装置，采取相应的检修措施。例如，对于变压器类保护装置，重点检查绕组变形、接头接触不良等问题；对于电容型保

6、护装置，则需要注意极板表面是否有污秽物或放电痕迹等4。3 智能变电站继电保护检修模型3.1 检修模型概述继电保护设备对于智能变电站来说至关重要，既能够维持电网的稳定运行，又能够提前预警潜在的风险。因此，建立一个高效、精确的继电保护维护体系至关紧迫。本文提出了基于状态评价的智能变电站继电保护检修模型，该模型能够实现对继电保护装置进行全方位、多角度的监测评估，并给出相应的维修建议。具体来说，该模型主要包括以下几个部分。（1）数据采集模块。通过传感器等装置实时获取继电保护装置相关参数信息；同时还需将这些信息传输至后台服务器进行存储管理。（2）数据处理分析模块。针对所采集到的各类数据信息，采用多种算法进行处理分析，提取有价值的特征值，以便后续的状态评价和维修决策。（3）状态评价模块。综合考虑各种因素影响下的继电保护装置状态，运用数学统计方法或人工智能技术构建状态评价指标体系，从而得出一个相对客观、全面的评价结果。（4）维修建议模块。结合实际情况以及历史经验，制定一套完整可行的继电保护检修方案，并生成对应的操作指导书或者提示音，方便运维人员快速有效地完成检修任务。（5）系统展示模块。开发一个直观

7、易用的用户界面，使得运维人员可以随时随地查看各个环节的详细信息及检修进度，提高工作效率。3.2 检修模型的求解在得到了检修决策方案后，需要对其进行求解，本文采用遗传算法来实现该过程。具体来说，将待检修设备信息输入到遗传算法中，通过交叉、变异等操作生成新的检修方案5。同时为保证算法的准确性和效率，还需设置一些参数作为优化目标。这些参数包括种群大小、交叉概率、变异概率以及迭代次数等。下面以一个实例来说明如何使用遗传算法求解该问题。例题如下所示:有一台变压器，它的型号为S10-2500/40，负载电流为67 A；变压器油温为85 ；环境温度为25 ；绕组绝缘电阻值为0.9 ；吸收比为0.9；频率为0.1 Hz。已知变压器正常运行时的主要故障模式是匝间短路，且发生这种故障的可能性较小。因此，可以初步确定以下几个方面的检查项目:（1）绕组直流电阻测量；（2）绕组交流电压测量；（3）铁心接地电流测量；（4）外壳接地电流测量。其中第1 个项目属于常规项目，第2 个项目和第3 个项目则属于非常规项目。接下来就以上述4个项目为例，分别应用遗传算法进行求解并得出最优解。步骤1:初始化种群。设定种群数量为N

8、P=100，交叉概率为0.8，变异概率为0.1，迭代次数为100 次，随机产生10 个个体作为父代群体。步骤2:选择适应度函数。本例中选取目标函数为总维修费用最小，即F= min_total P_ij$。步骤3:选择操作。按照轮盘赌选择法，从每个个体中选出2 个代表，然后将它们合并成一个新的子代群体。步骤4:判断是否满足停止条件。当达到最大迭代次数或连续若干代都无法找到更优解时，认为此时已经达到了最优解，输出结果，否则返回步骤2 继续执行。经过上述流程，最终得到的最优检修方案为绕组直流电阻测量、绕组交流电压测量、铁心接地电流测量和外壳接地电流测量。此时，变压器的平均维修费用为X元，与实际情况相符合。3.3 检修模型的验证为了验证本文所提出的智能变电站继电保护检修模型，选取某个实际运行中的220 kV 智能变电站进行仿真实验。该变电站采用IEC61850 标准协议实现通信和数据传输，并且在硬件配置上与文中设计一致。同时，还需要对该变电站进行定期维护保养工作，确保其正常稳定地运行。通过对比分析本文所提出的检修模型和传统检修方式所得到的结果，可以发现2 种方法得到的故障诊断时间存在一定差异，但是都能够准确判断出故障类型以及发生位置。传统检修方法主要依靠人工经验来进行判断，容易出现误判情况；而基于神经网络算法建立的检修模型则具有更高的精度和可靠性，能够更加精准地识别故障类型，提高检修效率。因此，本文所提出的智能变电站继电保护检修模型具有较高的实用价值和推广意义。4 结 论本文所提出的智能变电站继电保护检修模型不仅能够有效提升检修效率和准确率，还能够降低人力成本、减少人为因素造成的误差等问题，有着广阔的应用前景。未来，随着人工智能技术的不断发展，相信这种新型的检修模式将会被广泛运用到电力行业中。希望本研究成果能够为相关领域提供借鉴和参考。 -全文完-

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