智能变电站继电保护网络可视化研究与应用

何宏图

摘要：近些年，我国社会经济快速发展，电力能源需求与日俱增，智能变电站系统也在这一背景下得到广泛应用。当前智能变电站设备体系中，继电器保护是整个系统的关键程序，同时也是保护整个电力网络平稳运行的控制节点。继电保护装置在长期运行过程中，经常会出现各种故障问题，如果利用可视化技术，可完成对智能变电站继电保护故障的细节检测，全面提高故障检测的精准性与可靠性，并可进一步提高电力系统的稳定性。在本文中，笔者将会针对智能变电站继电保护网络可视化技术进行初步分析与探讨，希望借此可对相关从业人员起到一定借鉴价值。

关键词：智能变电站，继电保护，可视化技术

引言：可视化技术依托于现代计算机图形学，通过特定的算法与程序，可以将文本形式的数据资料转变为数据图形，并可将复杂的数据信息进行简单化处理，使其变得更为直观，数据可用性更强，电力维护工作者实际工作效率也将得到全面改善。可视化技术与智能变电站主站系统的融合后，其所表现出的优势十分明显，无论是数据内容可视化，亦或是其自动完成的数据处理过程，都可为智能变电站主站系统故障排查工作提供良好条件，确保整个系统的可靠运转。

1、智能变电站继电保护故障检测工作现状

智能变电站运行管理工作中，继电装置的保护工作是确保整个电网系统平稳运行的控制节点，想要让继电保护装置真正发挥其理想的保护效果，电网维护人员就需要对电力系统故障进行更为全面细致分析，准确找到故障位置与故障来源，同时，维护工作者也要对继电保护装置的实际工作过程与效能进行全方位评估。传统继电保护故障检测过程中，工作人员无法快速获取到数据资源，保护装置是否存在问题，全靠维护工作者的个人经验去判断，而这一故障检测模式，不仅让工作人员自身承担着巨大维护压力，也让其无法快速完成具体运行状况的分析。如果继电保护装置内部故障无法被第一时间处理，那么对于变电站系统乃至整个电力网络系统而言，其稳定性与运行可靠性将会大幅度下滑。因此，对于智能变电站维护与管理者而言，寻找更为科学高效的故障检测途径与模式，是解决传统继电保护装置隐患的首要工作。

2、新型智能变电站继电保护装置故障可视化方案运行与效能分析

2.1、自动完成对故障信息的生成与分析工作

技术工作者将可视化技术与智能变电站继电保护装置融合后，系统内部可自动完成对故障信息的生成与分析。操作人员启动继电保护装置后，装置设备会向可视化程序服务发送五个动作记录文件，这五个文件分别为：故障信息文件服务、中间节点文件、工作情况简报文件、故障录波文件。从记录时间层面分析，故障录波文件与中间节点文件拥有相同的记录时间，这两个文件都需要对智能变电站系统内部的继电保护装置的实际动作情况与参数进行星系记录，此外，对于中间节点文件而言，其也需要同步完成故障录波文件信息以及继电保护装置内部保护逻辑动作信息的完整录入，确保程序在数据可视化处理过程拥有足够完整的数据资料。中间节点文件与故障录波文件亦可有效提升可视化回放的保护逻辑图形利用水平，帮助系统与电网维护工作者快速完成继电保护装置故障判断。

2.2、故障可视化功能分析

可视化技术与继电保护装置融合后，对于系统内部逻辑可视化分析功能而言，需利用故障录波分析系统来完成最终的数据处理与加工。故障录波分析系统可快速完成故障录波文件、中间节点文件以及故障简报文件的加工与分析，可将不同时间段的数据进行全面对比与逻辑判断，同时依照系统内部所设置的数据阈值，判断继电保护逻辑功能中各类动作逻辑以及这些动作的先后顺序是否满足可靠运行标准规范。可视化系统可将继电保护逻辑装置的实际运行过程以图形的样式展示出来，而图形内部的各个节点动作状况也会被特殊化处理，方便操作人员查看，此外，生成的图形风格亦可根据基本图元定义设置来进行调整。为进一步提高可视化系统的简洁性，技术工作者可将继电保护连接线利用keyid3值来进行绘制。

2.3、互操作方法分析

继电保护装置所对应的保护逻辑图，可以利用G语言进行系统阐述，借助通用U图形处理工具，整个可视化系统可完成整个保护逻辑图的深度解析。随着技术体系日益完善，G语言已经才成为电力系统中最为可靠的图形描述语言，其不仅可快速完成保护逻辑动作的整合，亦可有效促进电力系统不同部门之间的相互协作。在实施G语言分析工作时，电力部门通常拥有两种互操作模式完成对逻辑动作的具体分析：其一，不同电力部门在实施互操作时，如果互操作双方均使用G语言完成对逻辑图的分析与描述，则操作双方可快速完成配合过程，这样不仅可降低故障分析处理压力，亦可提高分析结果的准确性；其二，如果互操作双方没有使用相同的保护逻辑图描述手段，那么双方工作者可借助可视化故障分析插件，实现操作双方的动作与调试统一。

2.4、可视化流程分析

继电保护装置可视化系统之中，各类数据文件是确保分析工作有效推进的根本，其设计过程亦需要遵从故障的特点与继电保护逻辑特点，因此，其可视化流程分析工作需遵循两个基本要点。其一，可视化系统需要对继电保护装置的故障状态进行深入分析，并依照装置内部各类记录文件所记录的数据资料，对故障进行精准判断，进而完成变电系统的快速维护与故障处理。其二，变电逻辑故障分析过程在利用图形分析手段时，需要注重各类已标记信心的科学分析与加工，提高对各类故障隐患的提前预警能力，确保变电站继电保护装置的正常运转。

2.5、三维可视化技术的应用

在可视化系统之中，三维可视化技术可进一步提高变电站维护人员的工作准确性，而三维可视化技术应用过程中，技术工作者需要明确所要绘制图形的类型与特点，并同步结合图形线段与多边形，同时，需要将指定的顶点做标设置在三维旋转图形之中，便于可视化系统自动完成新坐标的获取与整体图形的快速绘制。如果在三维可视化技术应用中，新坐标所形成的可视化图形为椭圆形或者是字符的形式，那么可在系统之中利用贝塞尔曲线完成坐标与数据的模拟生成流程。此外，对于图像条件像素点转换工作问题，技术人员可选择图元绘制与位图绘制模式，让可视化系统快速完成新坐标点的判断流程。

3、新一代智能变电站继电保护故障系统的可视化实现措施

3.1、采用更为有效的智能化报警装置

报警功能可有效提升可视化系统的整体功效，解决传统继电保护装置所存在的故障发现不及时问题，操作人员在报警提醒下，智能变电站系统内部潜在隐患更容易被发现。智能化报警装置推进过程中，技术工作需要对智能变电站中继电保护系统所存在的特点进行更为全面系统的分析工作，针对不同故障与问题类型，建立更为完善的逻辑故障问题信息数据库，通过对逻辑故障问题信息数据库的分析与管理，继电保护装置内部的逻辑判断将会更为实时有效，同时可依照系统参数的不同进行针对性调整。此外，整个报警装置内容需注重智能化与实效性，不断调整报警功能实现方案，提升继电保护装置的故障处理效率，提高智能变电站运行过程可靠性，确保变电站继电装置可在第一时间完成故障恢复，为电力系统正常运转奠定良好基础。

3.2、以全面集中控制为目标，提高可视化故障分析系统的工作合理性

智能化变电站在自动化工作层面有着严格要求，而可视化故障分析处理技术的融入，可以大幅度改善变电设备检测与管控效能，各类潜在的安全风险亦可利用图形分析的方式及早发现，并可帮助相关管理部门实时了解当前变电站继电保护装置的运行状况，结合变电站继电保护装置故障特点，可提前制定更具针对性的故障设备检修与维护方案，最大限度保证智能变电站系统的可靠性。此外，全面集中控制亦可提高整个电力系统运行工作效率，提高运行安全系数，但是，全面集中控制工作也需要技术工作者与变电站管理人员对系统工作指令有着明确了解，确保集中控制过程中各项指令的准确性与有效性，只有这样才能真正确保变电站对电力系统机电装置的保护效能。

结束语：综上所述，智能变电站继电保护网络可视化技术的应用，可有效解决传统继电保护装置维护过程所存在的滞后性，继电保护装置各类动作逻辑亦可通过图形判断的方式，确保管理人员可以及时发现系统内部所存在的隐患，并可让继电保护装置在第一时间完成故障恢复，全面改善电力系统的安全性与稳定性。

参考文献

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[3]王国海,宋源渊.智能变电站继电保护网络可视化研究与应用[J].科技风,2019(06):187+198.

何宏图 1988. 男，汉 湖南邵阳 国网湖南省电力有限公司邵阳供电分公司 专科 电气工程师