一種用于繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)方法

1、第35卷第3期5382015 年 2 月 5 FIVol 35 No 3 Feb 5, 2015©2015 Chin Soc for Elec Eng中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)Proceedings of the CSEEDOI： 10 13334/j 0258-8013 pcsee 2015 03 005 文章編號(hào)：0258-8013 (2015) 03-053841 中圖分類(lèi)號(hào):TM 77一種用于繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)方法陳星田I熊小伏I齊曉光I鄭昌圣I鐘加勇2(1.輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)臉室(重慶大學(xué))，重慶市沙坪壩區(qū)400030；2.重慶市電力公司，重慶市 沙坪壩

2、區(qū)400030)A Big Data Simplification Method for Evaluation of Relay Pi otcction Operation StateCHEN Xingtian1, XIONG Xiaofu1, QI Xiaoguang1, ZHENG Changsheng1, ZHONG Jiayong2(1 State Key Laboratory of Power Transmission Equipment & System Secunty and New Technology(Chongqing University), Shapingba

3、Distnct, Chongqing 400030, China,2 State Grid Power Gnd Company of Chongqing, Shapingba District, Chongqing 400030, China)ABSTRACT: Online evaluation is an important mean to make sure relay protection system did the correct action when a fault occurs. Relay protection infomiation system has Big Data

4、 characteristics, ifs hard to use so much data directly for relay protection system online evaluation, because of data transfer blockage, unsynchronized data source, lack of intelligence analysis tools Based on the demand of reducing the processing amount of relay protection information data, this p

5、aper proposed a state assessment data reduction ideas based on the process infomiation of internal protection, constructed simpli&ed data index set that could reflect the charactensties of relay protection operation state, and built relay protection online evaluation method using simplified data

6、 index By using simphfied index and evaluation model, it can provide enough information for master station, and use less information transmission to realize state analysis While ensiinng the effect of evaluation, this method reduces upload amount of data and evaluation time, provides a reference for

7、 the further use of Big Data in power transmission and transformation aspects The proposed method is verified by a typical 220 kV substation, which has proved the superiority on reduang upload amount of data and fast evaluation of relay protection devicesKEY WORDS: relay protection, big data, state

8、evaluation, reduced index摘要：在線(xiàn)評(píng)價(jià)繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)是保障繼電保護(hù)在故障來(lái) 臨時(shí)正確動(dòng)作的重要F段.繼電保護(hù)信息系統(tǒng)具有大數(shù)據(jù)特 征，但受制受數(shù)據(jù)傳輸堵塞、數(shù)據(jù)源不同步、缺乏智能分析4金01國(guó)，國(guó)出86a高技術(shù)找金口口QH1AAO5AK)7),直慶市科 技攻關(guān)項(xiàng)目(應(yīng)用 $：Z>Xcstc2012gg.yyjsB90003) >The National High Technology Research and Development of China S63 Program (2011AAD5A107), Pioject Supported by the

9、 Key Project of Chongqing Science & Technology Commission (cstc 2012gg-yjgsB9OOO3).Il具等問(wèn)題,難以用F進(jìn)行繼電保護(hù)狀態(tài)在線(xiàn)自動(dòng)評(píng)價(jià)?；?減少繼電保護(hù)信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)上傳和處理規(guī)模的需求，提出 基保護(hù)內(nèi)部加L信息進(jìn)行保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)的思路， 構(gòu)建反映繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)特征的精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)指標(biāo)集，并提出 利用該粘簡(jiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)對(duì)繼電保護(hù)進(jìn)行在線(xiàn)狀態(tài)評(píng)價(jià)的方法。 利用所提方法可使繼電保護(hù)子站僅實(shí)現(xiàn)少員信息傳輸即可 為主站實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析獲取足夠信息。在保 障評(píng)價(jià)效果的同時(shí),大大減少數(shù)據(jù)上傳量和評(píng)價(jià)時(shí)間,為進(jìn)

10、 一步在輸變電環(huán)節(jié)合理利用電力大數(shù)據(jù)提供參考.以某典型 220kV變電站為例，驗(yàn)證了所提方法，卜戰(zhàn)少數(shù)據(jù)上傳量、 快速完成設(shè)備狀態(tài)評(píng)價(jià)的優(yōu)勢(shì)。關(guān)鍵詞：繼電保護(hù)：大數(shù)據(jù)：狀態(tài)評(píng)價(jià)：精簡(jiǎn)指標(biāo)0引言繼電保護(hù)是保障電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的肅耍裝 備，針對(duì)任何類(lèi)型的故隙均應(yīng)不拒動(dòng)、不誤動(dòng)，旦 要求從右設(shè)計(jì)應(yīng)達(dá)到的火敏度和快速性。但多年來(lái) 的繼電保護(hù)運(yùn)行實(shí)踐表明，因繼電保護(hù)系統(tǒng)硬件（含 所仃回路）故障及缺陷、軟件缺陷、整定錯(cuò)誤等問(wèn)題, 導(dǎo)致的不正確動(dòng)作事件仍時(shí)有發(fā)生口刃。信息數(shù)據(jù)在保證電網(wǎng)安全性的過(guò)程中起著舉 足輕幣:的作用。有效利用繼電保護(hù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，在 線(xiàn)分析評(píng)價(jià)繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，是減少此類(lèi)現(xiàn) 象發(fā)生的有

11、效途徑。傳統(tǒng)的繼電保護(hù)狀態(tài)分析方法 通常利用歷史統(tǒng)il數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源來(lái)發(fā)現(xiàn)已投運(yùn) 繼電保護(hù)系統(tǒng)的隙患和薄弱環(huán)節(jié)6工 文獻(xiàn)8利用 了歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)得到繼電保護(hù)不正確動(dòng)作概率，可 結(jié)介不正確動(dòng)作的后果來(lái)定質(zhì)評(píng)估對(duì)電網(wǎng)安全的 影響，文獻(xiàn)利用每次故障信息，采用事件樹(shù)法分 析了電網(wǎng)可能發(fā)生的連鎖故障。文獻(xiàn)10給出了線(xiàn) 第3期陳星舊等：一種用于繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)方法541路保護(hù)裝置陷患的啟發(fā)式概率模型。此外，很多情 況卜需要解決歷史數(shù)據(jù)不全0 1關(guān)鍵信息缺失口刁、 繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)評(píng)價(jià)的有效性不夠的問(wèn)題。隨著智能變電站和智能電網(wǎng)的不斷建設(shè)與發(fā) 展,出現(xiàn)了許多基廣域數(shù)據(jù)的保護(hù)形式叫繼電 保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行

12、和監(jiān)測(cè)所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)吊 :也在飛速增 K，數(shù)據(jù)號(hào):的急速擴(kuò)充為滿(mǎn)足狀態(tài)評(píng)價(jià)等高級(jí)應(yīng)用 提供了體量龐大、種類(lèi)豐富的數(shù)據(jù)源.例如,線(xiàn)路 上經(jīng)常會(huì)發(fā)生各種類(lèi)型的擾動(dòng)口町，不僅故障點(diǎn)線(xiàn)路 兩端的泉波裝置會(huì)啟動(dòng)，相鄰多地的繼電保護(hù)裝置 也會(huì)對(duì)該擾動(dòng)做出反應(yīng)而產(chǎn)生大的數(shù)據(jù)口"叫所 包含的與繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)相關(guān)的信息砧是極為 豐富的。在此大數(shù)據(jù)背景卜.，對(duì)繼電保護(hù)在線(xiàn)產(chǎn)生 的數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘、分析，為在線(xiàn)口刀判別繼電保護(hù)狀 態(tài)提供了新的可行途徑。繼電保護(hù)信息系統(tǒng)的建設(shè)，為獲取每一臺(tái)繼電 保護(hù)設(shè)備產(chǎn)生的數(shù)據(jù)提供了平臺(tái)支撐口耳。電力系統(tǒng) 擾動(dòng)后，繼電保護(hù)信息系統(tǒng)主站要同時(shí)接收和處理 人員的故障錄波數(shù)據(jù)和繼電

13、保護(hù)裝置生成的數(shù)據(jù)， 面臨數(shù)據(jù)通信員大、數(shù)據(jù)之間時(shí)間不同步、數(shù)據(jù)分 析無(wú)標(biāo)準(zhǔn)可依等問(wèn)題。而目前杵遍的分析方法是依 賴(lài)行經(jīng)驗(yàn)的專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員對(duì)部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行手工 分析，還未實(shí)現(xiàn)全景智能化分析，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)繼 電保護(hù)系統(tǒng)中存在的陷裁缺陷。有必要研究在二次 系統(tǒng)大數(shù)據(jù)背景卜，實(shí)現(xiàn)信息的精簡(jiǎn)并為繼電保護(hù) 系統(tǒng)在線(xiàn)自動(dòng)分析與狀態(tài)評(píng)價(jià)的新方法。為此，本文首先分析了繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù) 特征，提出了二次系統(tǒng)大數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)方法，并以精簡(jiǎn) 信息為基礎(chǔ)建立了繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的在線(xiàn) 評(píng)價(jià)體系。1繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)特 征及精簡(jiǎn)方法電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是保障電力系統(tǒng)安全的重 要裝備，其作用原理如圖1所示。繼電保

14、護(hù)從與一次系統(tǒng)連接的電流互感器、電 壓互感器及其他傳感器獲取信號(hào)，進(jìn)行處理后判斷圖1繼電保護(hù)系統(tǒng)作用原理Fig. 1 Action principle of relay protection system一次系統(tǒng)是否發(fā)生故障，然后確定是否給出報(bào)警信 號(hào)或是跳閘、合閘命令。過(guò)去灼繼電保護(hù)裝置進(jìn)行評(píng)價(jià)時(shí)常常將保護(hù) 裝置當(dāng)作一個(gè)近似黑箱系統(tǒng)，僅通過(guò)其輸入和輸出 來(lái)評(píng)價(jià)其動(dòng)作行為。即，通過(guò)故障事件發(fā)生并結(jié)束 后利用故障求波裝置記業(yè)的數(shù)據(jù)進(jìn)行事后分析，來(lái) 評(píng)價(jià)繼電保護(hù)裝置是否正確反應(yīng)了故障。繼電保護(hù) 信息系統(tǒng)體系架構(gòu)如圖2所示。系統(tǒng)由各調(diào)度中心 的繼電保護(hù)信息主站和各變電站的保護(hù)信息子站 組成，主站收集

15、各變電站的故障錄波數(shù)據(jù)、保護(hù)裝 置動(dòng)作信息及其內(nèi)部自檢等信息，獲得繼電保護(hù)裝 置的輸入、輸出信息。變電站1變電站H圖2繼電保護(hù)信息系統(tǒng)結(jié)構(gòu)Fig. 2 Structure of relay protection information system繼電保護(hù)信息子站目前采集用保護(hù)狀態(tài)分 析的數(shù)據(jù)分為2類(lèi).1）周期性數(shù)據(jù)。指的是正常情況卜保護(hù)設(shè)備 定時(shí)發(fā)送給本地監(jiān)控的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息和模擬品數(shù) 據(jù)等，該類(lèi)數(shù)據(jù)一般為繼電保護(hù)裝置的自檢信息、 定值信息等，用監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)視保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)。 由J繼電保護(hù)裝置的自檢目前多停留在對(duì)裝置部 分硬件的完好性監(jiān)視方面，此類(lèi)信息不能用預(yù)測(cè) 保護(hù)裝置在下一次系統(tǒng)擾動(dòng)中的反應(yīng)

16、行為。2）事件驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)。指的是在一次系統(tǒng)擾動(dòng)情 況卜上傳的動(dòng)作信息和波形數(shù)據(jù)。Xj卜較大故隙或 擾動(dòng)，順序動(dòng)作的小件數(shù)較多，系統(tǒng)不經(jīng)過(guò)就地分 析的過(guò)程，直接將采樣點(diǎn)波形完全儲(chǔ)存、上送。由 故障或擾動(dòng)驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)，其采樣密度遠(yuǎn)高無(wú)擾動(dòng) 期間，每個(gè)變電站的數(shù)據(jù)后均十分龐大。一次系統(tǒng)擾動(dòng)期間，利用錄波數(shù)據(jù)分析保護(hù)性 能的流程如圖3所示。由電力系統(tǒng)規(guī)模龐大，每條輸電線(xiàn)路、變壓 器、母線(xiàn)等一次設(shè)備均裝設(shè)了多套繼電保護(hù)裝置， 對(duì)所有繼電保護(hù)裝置進(jìn)行狀態(tài)分析所需的數(shù)據(jù)量: 巨大，并且會(huì)占用人質(zhì)的通信通道、消耗大顯的人保護(hù)動(dòng)作站來(lái)提取T保護(hù)裝理保護(hù)行為比較保護(hù)動(dòng)作行為仿真（大數(shù)據(jù)處理）數(shù)據(jù)通信（大數(shù)據(jù)傳輸）個(gè)故

17、障波形記錄裝重（擾動(dòng)源信總）圖3基于錄波數(shù)據(jù)的保護(hù)行為分析Fig. 3 Protection action analyze based onrecorded wave data工或計(jì)算機(jī)分析處理時(shí)間。以單個(gè)線(xiàn)路阻抗保護(hù)為例，分析其狀態(tài)需要三 相電流電壓及'零序電流電壓波形數(shù)據(jù)，時(shí)間窗至少 1個(gè)周波。以智能變電站每周波80,點(diǎn)采樣計(jì)算，則 需要的數(shù)據(jù)為8個(gè)屬x2周波x80點(diǎn)x2個(gè)字節(jié)= 2 560字節(jié)。某一設(shè)備故障后，一次系統(tǒng)的多個(gè)變電站均會(huì) 受擾動(dòng)影響產(chǎn)生大量的錄波數(shù)據(jù),因此1：站要在短 時(shí)間內(nèi)收集如此大員的子站數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析是 十分困難的。隨著扇動(dòng)錄波的條件越來(lái)越寬，采集、儲(chǔ)存的

18、波形也會(huì)越來(lái)越密集，錄波器單次單臺(tái)錄波器所錄 波形可能達(dá)到十兒Mb口叫符合大數(shù)據(jù)種類(lèi)多、體 最大的特點(diǎn)。山上可見(jiàn)，一次系統(tǒng)故障將觸發(fā)產(chǎn)生海旱:的故 障波形數(shù)據(jù)，利用這些海質(zhì)數(shù)據(jù)作為輸入去分析數(shù) 千套繼電保護(hù)裝置的性能，將是一件難以完成的工 作。由廣此原因，目前對(duì)故隙后的繼電保護(hù)裝置 性能分析往往僅局限r(nóng)故障設(shè)備的保護(hù)裝置，并未 充分利用故障擾動(dòng)信息去分析評(píng)價(jià)非故障元件的 保護(hù)。為了充分利用一次系統(tǒng)每一次擾動(dòng)或故障帶 來(lái)的“寶貴”激勵(lì)，評(píng)價(jià)各繼電保護(hù)裝置在“實(shí)戰(zhàn)” 環(huán)境卜的狀態(tài)反應(yīng)，必須對(duì)繼也保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)所依 賴(lài)的數(shù)據(jù)和流程進(jìn)行精簡(jiǎn)。進(jìn)行繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)的基本思想 是：利用一次系統(tǒng)的固有

19、連接關(guān)系以及繼電保護(hù)裝 置之間的固有配合關(guān)系作為已知條件，當(dāng)故障區(qū)域 的繼電保護(hù)切除故障后，擾動(dòng)源的位置即可確定， 系統(tǒng)中任意位置的繼電保護(hù)裝置的預(yù)期行為結(jié)果 即可確定，因此只需要知道與保護(hù)裝'置對(duì)這一擾動(dòng) 的反應(yīng)結(jié)果（即保護(hù)裝置內(nèi)部的中間計(jì)算結(jié)果），就 可對(duì)比分析保護(hù)的行為是否正確。這種方法利用了 保護(hù)裝置的內(nèi)部加工數(shù)據(jù)，而不是利用其原始的波 形輸入數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)最大大降低。如圖4所示，當(dāng)保護(hù)M、保護(hù)N之間的線(xiàn)路M 側(cè)故障時(shí)，保護(hù)M、N動(dòng)作切除故障，保護(hù)1后備 保護(hù)的第1段測(cè)量值應(yīng)在其動(dòng)作區(qū)外，而其第2段 測(cè)量值則應(yīng)在動(dòng)作區(qū)內(nèi)?？芍苯幼x取保護(hù)1的測(cè)量 值與整定值，觀察K是否符合前述規(guī)

20、則，而不需要 讀取保護(hù)1的電流電壓波形來(lái)分析。這樣大大減少 了用于保護(hù)分析的數(shù)據(jù)最。.保護(hù)1保護(hù)2 .保護(hù)M保護(hù)N /?I圖4繼電保護(hù)裝連相互關(guān)系示意Fig. 4 Schematic of rdationsliip betweenprotection devices按上述思路進(jìn)行繼電保護(hù)狀態(tài)分析時(shí)，數(shù)據(jù)流 的邏輯關(guān)系如圖5所示。數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)處理均 是基特征吊:的精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)。與目前的基丁故障錄波 數(shù)據(jù)的分析處理模式相比，從基卜波形全數(shù)據(jù)的分 析比較（圖6（a）變成了基廣精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)的相對(duì)比較 （圖 6（b）。事實(shí)上，評(píng)價(jià)繼電保護(hù)狀態(tài)不僅要看其是否動(dòng)圖5基于精簡(jiǎn)特征數(shù)據(jù)的保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)分析 Fig. 5

21、 Protection system status analyze based on simplified feature data（a） H前分析方法（b）不文方法圖6本文方法與目前已有方法的對(duì)比Fig. 6 Differences between used method and new metliod作，還要觀察其反應(yīng)故障的速度與靈敏度，更要評(píng) 價(jià)其在不同運(yùn)行環(huán)境卜的可靠性，因此保護(hù)裝置內(nèi) 部特征品的選取方法應(yīng)簡(jiǎn)單、行效，必須提出一組 能完整反附保護(hù)狀態(tài)的精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)指標(biāo)集。2用于繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)的精簡(jiǎn)指標(biāo) 數(shù)據(jù)2.1繼電保護(hù)運(yùn)行評(píng)價(jià)功能要求繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)是指繼電保護(hù)能否滿(mǎn)足保 護(hù)次系統(tǒng)

22、的能力，而繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)則是 對(duì)處上崗運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置（系統(tǒng)）維持這種能 力的判斷。將繼電保護(hù)系統(tǒng)工作狀態(tài)劃分為4個(gè)工作區(qū) 域，如圖7所示。定義繼電保護(hù)工作1區(qū)和2區(qū)為 正常運(yùn)行區(qū)和故障狀態(tài)區(qū);將1區(qū)和2區(qū)的過(guò)渡過(guò) 程定義為3區(qū)和4區(qū)，3區(qū)為故障啟動(dòng)區(qū)，4區(qū)為 故隙恢復(fù)區(qū)。圖7繼電保護(hù)工作區(qū)Fig. 7 Work area of relay protection從繼電保護(hù)的基本原理及對(duì)繼電保護(hù)的要求 出發(fā)，對(duì)處:上崗運(yùn)行的繼電保護(hù)裝置進(jìn)行狀態(tài)評(píng) 價(jià)應(yīng)包含加卜.任務(wù)：1）分析繼電保護(hù)裝置在1區(qū)不動(dòng)作的可靠性 （體現(xiàn)不誤動(dòng)要求），識(shí)別在1區(qū)可能會(huì)發(fā)生的動(dòng)作 （誤動(dòng)作）風(fēng)險(xiǎn)。2）分析繼電保護(hù)

23、裝置在2區(qū)的動(dòng)作行為的正 確性（體現(xiàn)不拒動(dòng)要求），包括：各類(lèi)保護(hù)對(duì)故障的反應(yīng)敏感度；區(qū)外故障時(shí)的不動(dòng)作可靠性，或誤動(dòng)作風(fēng)險(xiǎn);區(qū)內(nèi)故障時(shí)動(dòng)作的可靠性；作為后備的靈敏性：3）分析繼電保護(hù)系統(tǒng)在1區(qū)向2區(qū)轉(zhuǎn)換G區(qū)） 時(shí)的安全性。4）分析繼電保護(hù)系統(tǒng)在2區(qū)向1區(qū)轉(zhuǎn)換（4區(qū)） 時(shí)的安全性。在對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)時(shí)，不僅應(yīng)重 點(diǎn)關(guān)注故障元件的繼電保護(hù)動(dòng)作行為，還應(yīng)分析非 故障元件的繼電保護(hù)系統(tǒng)田川，因?yàn)樵诠氏痘驍_動(dòng)的沖擊其反應(yīng)過(guò)程也表征了他們應(yīng)對(duì)擾動(dòng)的 能力叫利用擾動(dòng)激勵(lì)評(píng)價(jià)各繼電保護(hù)裝置工作狀態(tài) 的原理如圖8所示。圖8基于擾動(dòng)激勵(lì)的繼電保護(hù)隱藏故障識(shí)別Fig. 8 Hidden fault ide

24、ntification of relay protection basedon disturbance圖8中故障發(fā)生在保護(hù)3與保護(hù)4之間，由保 護(hù)3與保護(hù)4切除故障，其他保護(hù)返回。但可利用 在故障持續(xù)期間保護(hù)1到保護(hù)6之間的動(dòng)作行為分 析其內(nèi)部反應(yīng)是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，是否存在隨藏故 障。例如，K點(diǎn)故障，除保護(hù)3、4外，保護(hù)1、2、 5、6均應(yīng)進(jìn)入故障啟動(dòng)區(qū)，在保護(hù)3、4正常動(dòng)作 后返回，若保護(hù)1、2、5、6未啟動(dòng)，則存在陷藏 故障，2.2繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)的精簡(jiǎn)指標(biāo)能否建立一組反映繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)的指標(biāo) 體系，是能否實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)信息精簡(jiǎn)傳輸進(jìn)而實(shí)現(xiàn) 保護(hù)系統(tǒng)在線(xiàn)評(píng)價(jià)的前提。為此，本文從繼電保護(hù)

25、的動(dòng)作原理出發(fā)，建立 如下可品化、數(shù)值型精簡(jiǎn)指標(biāo)體系。1）反映繼電保護(hù)動(dòng)作可能性的指標(biāo).定義1后動(dòng)距離公，指繼電保護(hù)裝置測(cè)吊:值與保 護(hù)啟動(dòng)值之間的相對(duì)差異。設(shè)尸皿表示保護(hù)裝皆測(cè)質(zhì)值，艮,表示保護(hù)裝置 啟動(dòng)值，則啟動(dòng)距離為D-紇-loo%（1）對(duì)過(guò)早:保護(hù)，式（1）為正表示保護(hù)裝置可能啟 動(dòng),為負(fù)表示未到達(dá)啟動(dòng)條件,如圖9所示。圖9繼電保護(hù)啟動(dòng)距離Fig. 9 Started distance of relay protection對(duì)J欠員保護(hù)，式(1)為負(fù)表示保護(hù)裝置可能啟 動(dòng)，為正則表示未達(dá)到啟動(dòng)條件。在一次系統(tǒng)正常無(wú)故障情況3啟動(dòng)距離反映 r保護(hù)測(cè)吊:值或測(cè)吊:噪聲的相對(duì)大?。辉谝淮蜗到y(tǒng)

26、 存在擾動(dòng)情況時(shí)，反映保護(hù)啟動(dòng)元件的靈敏度。 定義2動(dòng)作距離Do,指繼電保護(hù)測(cè)仄值與保護(hù)動(dòng) 作邊界之間的相對(duì)差異。設(shè)凡d表示保護(hù)裝置的動(dòng)作值，動(dòng)作距離為D0 = FiKFid x 100%(2)%對(duì)過(guò)量:保護(hù)，式(2)為正表示保護(hù)裝置可能動(dòng) 作，為負(fù)表示未達(dá)到動(dòng)作條件，如圖10所示。圖10繼電保護(hù)動(dòng)作距離Fig. 10 Operation distance of relay protection對(duì)欠最保護(hù)，式(2)為負(fù)表示保護(hù)裝置可能動(dòng) 作，為正表示未達(dá)到動(dòng)作條件。由動(dòng)作距離是一個(gè)相對(duì)值，且在每個(gè)繼電保 護(hù)裝置內(nèi)部可以計(jì)算生成，因此上傳至保護(hù)評(píng)價(jià)系 統(tǒng)后可僅用這一個(gè)指標(biāo)即可評(píng)估保護(hù)是否達(dá)到動(dòng)

27、作條件。更幣:要的是可以判斷與動(dòng)作邊界的遠(yuǎn)近， 由此可最化評(píng)價(jià)保護(hù)動(dòng)作的可能性。對(duì)不同的保護(hù)裝置，其具有不同的動(dòng)作邊 界，因此其動(dòng)作距離應(yīng)是測(cè)吊:值與邊界的最小距 離。如果測(cè)量值是矢量,動(dòng)作距離則是測(cè)量矢量與 動(dòng)作邊界之間的距離矢顯的模值。2)反映繼電保護(hù)動(dòng)作速度的指標(biāo)。定義3啟跳時(shí)間T、。,指從繼電保護(hù)裝置啟動(dòng)元件 動(dòng)作到保護(hù)發(fā)出跳閘命令的時(shí)間。設(shè)保護(hù)啟動(dòng)時(shí)刻為%保護(hù)發(fā)出跳閘命令的時(shí) 刻為兀，則保護(hù)啟跳時(shí)間為T(mén)-sG)啟跳時(shí)間反映了保護(hù)裝置從啟動(dòng)到發(fā)出跳閘 命令之間過(guò)程的長(zhǎng)短，可用判斷繼電保護(hù)算法、 時(shí)間設(shè)定值是否介理等。對(duì)要求快速切除故障的 主保護(hù)，啟跳時(shí)間主要受保護(hù)判據(jù)計(jì)算過(guò)程的影 響：

28、對(duì)于與相鄰線(xiàn)路配令的后備保護(hù),除判據(jù)計(jì)算 過(guò)程影響外，還要考慮時(shí)間配合的問(wèn)題。由指標(biāo) 的計(jì)算是由保護(hù)裝置內(nèi)部的時(shí)鐘確定，因此與保護(hù) 裝置是否有統(tǒng)一的時(shí)鐘同步系統(tǒng)無(wú)關(guān)，無(wú)需建立.統(tǒng) 一的時(shí)鐘基準(zhǔn)來(lái)分析保護(hù)的動(dòng)作特性。3)反映繼電保護(hù)裝置對(duì)故障測(cè)量:的靈敏度 指標(biāo),定義4穿越頻率Fp指繼電保護(hù)裝置在從保護(hù)啟 動(dòng)到故障恢復(fù)時(shí)間內(nèi)測(cè)質(zhì)值穿越動(dòng)作邊界的次數(shù)， 如圖11所示。圖11繼電保護(hù)穿越頻率Fig. 11 The Fj of relay protection設(shè)Sing為符號(hào)函數(shù)，當(dāng)函數(shù)Do由正到負(fù)或由 負(fù)到正時(shí),Sing。)加1,則:5 = ZSmg(A)(4)穿越頻率表現(xiàn)了保護(hù)裝置對(duì)故障的反應(yīng)靈敏

29、 度。當(dāng)保護(hù)可靠反映故障時(shí)，穿越頻率很低；反之, 當(dāng)保護(hù)測(cè)量值處卜動(dòng)作邊界時(shí)，穿越頻率則較高， 定義5穿越時(shí)間乙，指從保護(hù)啟動(dòng)到裝置第一次 越過(guò)整定值之間的時(shí)間差。設(shè)保護(hù)裝置測(cè)吊:值第一次人整定值的時(shí)刻 為刀，則穿越時(shí)間為T(mén)n=TT、(5)穿越時(shí)間反映了保護(hù)裝置信號(hào)采集、模數(shù)轉(zhuǎn) 換，測(cè)量值計(jì)算的靈敏度,算法越靈敏,穿越時(shí)間 越小，定義6動(dòng)作區(qū)持續(xù)時(shí)間 ” 指保護(hù)裝置測(cè)吊:值進(jìn) 入動(dòng)作區(qū)內(nèi)并維持在動(dòng)作區(qū)內(nèi)的時(shí)間。設(shè)系統(tǒng)故障期間保護(hù)裝置測(cè)試值越過(guò)邊界后第 一次低返回值的時(shí)刻為弓，則動(dòng)作區(qū)持續(xù)時(shí)間為%=Tp-T»(6)定義7跳閘回路動(dòng)作時(shí)間 %設(shè)保護(hù)裝置發(fā)出跳 閘命令的時(shí)間為T(mén)。,則g為從

30、保護(hù)發(fā)出跳閘命令 到斷路器斷開(kāi)、保護(hù)測(cè)吊值第1次低廣返回值的時(shí) 間差：TEFC7)分反映了跳閘回路的特性，包括跳閘命令的接 第3期陳星舊等：一種用于繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)的大數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)方法545收時(shí)間與斷路器的動(dòng)作時(shí)間。對(duì)J通過(guò)智能IED接 11的斷路器，跳閘命令的接收處理環(huán)節(jié)是新增加的 環(huán)節(jié)。上述所列的繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)精簡(jiǎn)指標(biāo)，可用 反映保護(hù)裝置在一次系統(tǒng)出現(xiàn)擾動(dòng)激勵(lì)時(shí)的動(dòng) 作行為，與保護(hù)原理和類(lèi)型無(wú)關(guān)，可由制造商在保 護(hù)軟件設(shè)計(jì)中輕易完成，如圖12所示。擾動(dòng)觸發(fā)圖12精簡(jiǎn)信息產(chǎn)生流程Fig. 12 Generating process of simplified information需要指出的是

31、，這些指標(biāo)計(jì)算所依據(jù)的數(shù)據(jù)均 是繼電保護(hù)裝置自身計(jì)算所產(chǎn)生的，不會(huì)帶來(lái)附加 的過(guò)多的計(jì)算品:。以電流保護(hù)動(dòng)作距離指標(biāo)的計(jì)算 為例，其電流測(cè)試值保護(hù)自己會(huì)計(jì)算得到，整定值 已存儲(chǔ)保護(hù)存儲(chǔ)器中，僅需按文中式(2)簡(jiǎn)單計(jì)算 即可得到。目前已投運(yùn)微機(jī)保護(hù)裝置無(wú)法宜.接運(yùn)用上述 方法，只能在軟件升級(jí)時(shí)實(shí)現(xiàn)。而新建智能變電站 或新開(kāi)發(fā)的保護(hù)裝置則可方便地僅靠增加軟件模 塊獲得前述精簡(jiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)。3基于精簡(jiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài) 評(píng)價(jià)方法繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)是利用次系 統(tǒng)故障前和故障后的信息，對(duì)保護(hù)的動(dòng)作行為進(jìn)行 評(píng)判的過(guò)程。犬目的在廣識(shí)別保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)行無(wú)陷藏 故障、有無(wú)整定錯(cuò)誤、性能是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求

32、。通過(guò)上述精簡(jiǎn)指標(biāo)，可從以卜方面實(shí)現(xiàn)對(duì)繼電 保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)評(píng)價(jià)。1)繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性評(píng)價(jià)。從切除故障的充裕度和選擇性要求出發(fā)，繼電 保護(hù)系統(tǒng)的可靠性表現(xiàn)在當(dāng)一次系統(tǒng)故障后，故障 處保護(hù)裝置能發(fā)出跳閘命令，而相鄰非故障元件的 后備保護(hù)要求能啟動(dòng)并進(jìn)入動(dòng)作區(qū)。利用前述精簡(jiǎn) 指標(biāo),只需做如下邏輯判斷叩可(以過(guò)量保護(hù)為例):故障元件的保護(hù)裝置/的啟動(dòng)距離和動(dòng)作距離滿(mǎn)足:此時(shí)，保護(hù)裝置7的主保護(hù)(上標(biāo)為加)、后備 保護(hù)上標(biāo)為力的啟動(dòng)距離和動(dòng)作距離都大廣零， 都可發(fā)出跳閘命令。相鄰非故障元件(近電源側(cè))保護(hù)裝置”1， 其動(dòng)作距離需滿(mǎn)足：即保護(hù)裝置Z-1的主保護(hù)動(dòng)作距離小零， 后備保護(hù)的動(dòng)作距離(。:

33、I)大零，可提供系統(tǒng)故 障后的后備保護(hù)。遠(yuǎn)離故障元件保護(hù)裝置的主保護(hù)動(dòng)作距離 需滿(mǎn)足:次“，*，為 。(10)電力系統(tǒng)各繼電保護(hù)裝置處了可靠運(yùn)行狀態(tài) 是式(8)(10)成立的充分條件。因此式(8)(10)不 成立則繼電保護(hù)裝置可能存在防藏故障，用文氏圖 表示，如圖13所示。圖13繼電保護(hù)可靠性評(píng)價(jià)Fig. 13 Reliability evaluation of relay protection圖13中，各區(qū)域表示的含義如卜.：區(qū)域(滿(mǎn)足式(8)、(9)、(10)：系統(tǒng)內(nèi)各保護(hù) 設(shè)備正常運(yùn)行。區(qū)域(滿(mǎn)足式(8)、(10),不滿(mǎn)足式(9)：相鄰 繼電保護(hù)設(shè)備可能存在主保護(hù)誤動(dòng)作或后備保護(hù) 拒動(dòng)作

34、。區(qū)域(滿(mǎn)足式(9)、(10),不滿(mǎn)足式(8)：故障 元件保護(hù)設(shè)備可能拒動(dòng)作。區(qū)域(滿(mǎn)足式(8)、(9),不滿(mǎn)足式(10)：遠(yuǎn)離 故障元件的繼電保護(hù)設(shè)備可能存在誤動(dòng)作。區(qū)域（僅滿(mǎn)足式（8）,不滿(mǎn)足式（9）、（10）：非 故障元件繼電保護(hù)設(shè)備可能存在誤動(dòng)作。區(qū)域（滿(mǎn)足式（10），不滿(mǎn)足式（8）、（9）：故障 元件與故障相鄰元件保護(hù)可能存在陷藏故障。區(qū)域（滿(mǎn)足式（9）,不滿(mǎn)足式（8）、（10）：故障 元件保護(hù)與遠(yuǎn)離故障元件保護(hù)可能存在隱藏故障。2）繼電保護(hù)系統(tǒng)快速性評(píng)價(jià)。圖14表示出了保護(hù)裝置的穿越時(shí)間、啟跳時(shí) 間、動(dòng)作區(qū)持續(xù)時(shí)間和跳閘回路動(dòng)作時(shí)間的關(guān)系, Tt時(shí)刻保護(hù)元件啟動(dòng)，7；時(shí)刻保護(hù)元件測(cè)

35、鼠值超過(guò) 動(dòng)作整定值，兀時(shí)刻保護(hù)元件發(fā)出跳閘命令，耳時(shí) 刻保護(hù)元件測(cè)量值低尸返回值（保護(hù)返回）.圖14繼電保護(hù)快速性評(píng)價(jià)Fig. 14 Speed evaluation of relay protection圖15和16分別給出了故障元件主保護(hù)、后備 保護(hù)以及相鄰非故障元件遠(yuǎn)后備保護(hù)的4個(gè)繼電保 護(hù)狀態(tài)時(shí)間指標(biāo)的數(shù)最關(guān)系。圖15故障元件主保護(hù)和后備保護(hù)的快速性評(píng)價(jià)Fig. 15 Speed evaluation of main protection and backupprotection of fault component規(guī)程規(guī)定主保護(hù)的整組動(dòng)作時(shí)間應(yīng)約束在一 定時(shí)間內(nèi)，考慮到通道時(shí)間，對(duì)

36、220kV線(xiàn)路近 端故障：7<20ms：對(duì)遠(yuǎn)端故障：7430ms。滿(mǎn)足快速性要求則需滿(mǎn)足：* <7（11）由圖15和16可知，當(dāng)主保護(hù)（后備保護(hù)）正確 動(dòng)作時(shí)，后備保護(hù)（相鄰故障元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)）圖16后備保護(hù)快速性評(píng)價(jià)Fig. 16 Speed evaluation of backup protection and remote backup protection的動(dòng)作區(qū)持續(xù)時(shí)間和主保護(hù)的動(dòng)作區(qū)持續(xù)時(shí)間接 近；當(dāng)主保護(hù)（后備保護(hù)）無(wú)法正確動(dòng)作時(shí)，后備保 護(hù)（相鄰非故障元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)）的動(dòng)作區(qū)持續(xù)時(shí) 間應(yīng)滿(mǎn)足相關(guān)規(guī)定要求，否則無(wú)法滿(mǎn)足保護(hù)裝置快 速性要求。3）繼電保護(hù)系統(tǒng)整定選擇

37、性評(píng)價(jià)。以過(guò)質(zhì)保護(hù)為例，為保證繼電保護(hù)選擇性要 求，除滿(mǎn)足可靠性要求外（式（7AY9）,還需要滿(mǎn)足 時(shí)間配合的要求：對(duì)故障元件的繼電保護(hù)裝置：滿(mǎn)足后備保 護(hù)的后跳時(shí)間大于主保護(hù)。相鄰非故障元件的繼電保護(hù)裝置：相鄰后備 保護(hù)若動(dòng)作，其啟跳時(shí)間應(yīng)大千故障元件的后備保 護(hù)啟跳時(shí)間。9 >穹（13）遠(yuǎn)離故障元件的繼電保護(hù)裝置：相應(yīng)繼電保 護(hù)裝置的主保護(hù)應(yīng)滿(mǎn)足式（9）。4）靈敏性評(píng)價(jià)。根據(jù)電力系統(tǒng)繼電保護(hù)靈敏性的要求，當(dāng)系統(tǒng) 故障時(shí)故障元件和相鄰故障元件的繼電保護(hù)裝置都 能敏銳感覺(jué)、正確反Z九此時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足如卜邏輯判斷。故障元件的繼電保護(hù)裝置及敏性評(píng)價(jià)：系統(tǒng)故障期間，保護(hù)裝置7主保護(hù)、后備保護(hù) 的穿越

38、頻率應(yīng)大于等Me相鄰非故障元件后備保護(hù)裝置的靈敏性 評(píng)價(jià)：照=1（15）保護(hù)裝置-1的后備保護(hù)在故障發(fā)生后應(yīng)保 持為大于等于10遠(yuǎn)離故障元件后備保護(hù)裝置的靈敏性評(píng)價(jià)：遠(yuǎn)離故障元件繼電保護(hù)設(shè)備的后備保護(hù)離故 障元件越遠(yuǎn)，動(dòng)作距離越小，靈敏性越差。5）跳間回路完好性評(píng)價(jià)。故障元件繼電保護(hù)裝置的跳閘回路動(dòng)作時(shí)間 （7）越小，斷路器跳閘回路動(dòng)作越快。如圖17,比較各保護(hù)裝置的跳閘回路動(dòng)作時(shí) 間，可以得到各跳閘執(zhí)行【可路的時(shí)間差異，可由此 判斷斷路器跳閘回路是否存在隱臧故障。圖17不同保護(hù)裝苴跳閘回路動(dòng)作時(shí)間差異Fig. 17 Time difTerence of T0f between differe

39、nt relay protections4實(shí)例分析4.1典型220kV變電站保護(hù)及故障錄波配置以某典型220kV實(shí)際變電站為研究的原型。該 變電站的一次接線(xiàn)如圖18所示。母線(xiàn)等級(jí)分為220、 110. 10kV共3個(gè)等級(jí)。220和110kV側(cè)采用雙母 線(xiàn)帶旁路母線(xiàn)的方式供電，10kV側(cè)采用單母線(xiàn)分 段的方式供電。220kV圖18變電站電氣接線(xiàn)圖Fig. 18 Diagram of substation electrical wiring根據(jù)繼電保護(hù)配宜的規(guī)范和要求田如，該典型 變電站的220kV出線(xiàn)設(shè)置兩套獨(dú)立的閉鎖式距離 縱聯(lián)保護(hù)作為主保護(hù)，由三段式相間和接地距離及 2個(gè)延時(shí)段零序方向過(guò)流保

40、護(hù)構(gòu)成后備保護(hù)，同時(shí) 配備新路器失滅保護(hù)作為輔助保護(hù)；HOkV出線(xiàn)設(shè) 置相間距離保護(hù)和零序接地電流保護(hù)作為主保護(hù), 后備保護(hù)為零序過(guò)流保護(hù)；10kV出線(xiàn)設(shè)仃過(guò)流保 護(hù)、速斷保護(hù)：1#和2#主變壓器主保護(hù)為瓦斯保護(hù)、 縱差動(dòng)保護(hù)，后備保護(hù)為零序電流保護(hù)和過(guò)電流保 護(hù)；母線(xiàn)保護(hù)為母聯(lián)電流比相式母線(xiàn)差動(dòng)保護(hù)和斷 路器失靈保護(hù)。故障漿波的數(shù)據(jù)通常采用COMTRADE暫態(tài)數(shù) 據(jù)交換通用格式，以文件方式存儲(chǔ)。根據(jù) COMTRADE 1999標(biāo)準(zhǔn)，模擬品:信號(hào)按照故障開(kāi)始 的順序分5個(gè)時(shí)段進(jìn)行采樣（如圖19所示），丈中A 和B時(shí)段分別記錄故障前大（或等）0 04s和故 障后大障或等于）0 1 s的波形；C時(shí)

41、段大F0.1S, 記錄每一個(gè)周期的工頻有效值；D時(shí)段大J-20s, 每0.1 s記錄一次工頻有效值;E時(shí)段大j- 10min, 每10s記錄一個(gè)工頻有效值。<A|<B »|< C >|<-D >|< -E>| G-0系統(tǒng)大擾動(dòng)開(kāi)始時(shí)間圖19故障錄波時(shí)段Fig. 19 Record time of fault wave通常情況下5個(gè)時(shí)段并不用全部記錄，本文以 記錄A和B時(shí)段為例說(shuō)明。以WDGL-V/X微機(jī)電 力故障泉波監(jiān)測(cè)裝置為例，在A時(shí)段（6個(gè)匚頻周波） 和B時(shí)段（10個(gè)工頻周波）每個(gè)工頻周波64點(diǎn)來(lái) 樣值，微機(jī)保護(hù)中的保護(hù)錄波以L(fǎng)FP

42、-900系列微機(jī)保 護(hù)裝置為例8，保護(hù)錄波取擾動(dòng)前3個(gè)工頻周波， 擾動(dòng)后5個(gè)工頻周波，共96個(gè)采樣值。保護(hù)水波或故障錄波的上傳數(shù)據(jù)計(jì)算公式為n = kNma（17）式中:力為上傳數(shù)據(jù)的容量;k為需要記錄的電氣 后數(shù)；N為每I：頻周波采樣點(diǎn)數(shù)；m為采樣周波數(shù); a為每個(gè)采樣值的數(shù)據(jù)，Byte«在卜文計(jì)算過(guò) 程中，/表示故障泉波的上傳數(shù)據(jù)，1表示保護(hù)裝 置的保護(hù)錄波。42采用精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)后的上傳數(shù)據(jù)量比較以1#主變壓器故障切除為例，此時(shí)斷路器202、 101,801將會(huì)動(dòng)作跳閘。變壓器各電壓等級(jí)母線(xiàn) 及出線(xiàn)上的保護(hù)裝置將啟動(dòng)。1)1#主變壓器上傳數(shù)據(jù)最。1#主變壓器保護(hù)裝置和錄波裝置要分別采

43、集 220kV/110kV/10kV側(cè)的三相電流和三相電壓，并 在220和HOkV中性點(diǎn)處采集零序電流。nM=(3x3x2)+2xlx64x(6 + 10)a(18) = (3x3x2)+2xlx96a(19)2) 220kV母線(xiàn)及出線(xiàn)上傳數(shù)據(jù)吊:。220kV母線(xiàn)含2條進(jìn)線(xiàn)、2條出線(xiàn)，各進(jìn)(出) 線(xiàn)分別采集三相電壓和電流：采集各條母線(xiàn)的三 相電壓和零序電壓；母聯(lián)斷路器處采集三相電壓、 電流。吊20 =(4x3x2) + 2x4 + 3x2x64x(6+1 O)a (20)注20 =【(4x 3x 2)+ 2x 4+ 3x * 96a(21)3) llOkV母線(xiàn)及出線(xiàn)上傳數(shù)據(jù)最。和220kV側(cè)分

44、析相同,可得到HOkV側(cè)上傳 數(shù)據(jù)最：心=(4x3x2)+2x4+3x2x64x(6 + 10)a (22)用 0=(4x3x2)+2x4 + 3x2x96a(23)4) 10kV母線(xiàn)及出線(xiàn)上傳數(shù)據(jù)最。10kV母線(xiàn)含2條進(jìn)線(xiàn)和4條出線(xiàn),其采集數(shù) 據(jù)量為4=(6x3x2)+2x4+3x2x64x(6 + 10)a (24)= (6x3x2)+2x 4 +3x2x 967(25)綜上所述，故障事件發(fā)生后，為判斷該"OkV 變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，信息子站將向調(diào)度 中心(信息主站)上傳的數(shù)據(jù)總量為%20 kv 站=163 520a(20采用基r精簡(jiǎn)指標(biāo)集的繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)估只 需將每套繼

45、電保護(hù)設(shè)備的7個(gè)狀態(tài)指標(biāo)上傳。由4 1 節(jié)關(guān)于該220kV變電站保護(hù)配置的介紹可知，1# 變壓器配置上保護(hù)2套(雙值化)，后備保護(hù)2門(mén)(雙 重化)；220kV母線(xiàn)配置母差保護(hù)1套，220kV出 線(xiàn)配置距離縱聯(lián)保護(hù)2套(雙重化)，后備保護(hù)2套； HOkV母線(xiàn)配置母差保護(hù)1套，HOkV出線(xiàn)配置相 間距離保護(hù)和零序保護(hù)各1套，零序過(guò)電流后備保 護(hù)1套；10kV母線(xiàn)保護(hù)1套，出線(xiàn)設(shè)過(guò)電流保護(hù) 和速斷保護(hù)各1套，綜上所述,該220kV變電站需 上傳的狀態(tài)指標(biāo)為aokv 站=51 x 7a = ' 57a(27)通過(guò)對(duì)比可知,上傳精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)只需占用很少的 通信資源，旦主站僅利用上傳的精簡(jiǎn)數(shù)據(jù)，即可實(shí)

46、 現(xiàn)對(duì)保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)的自動(dòng)在線(xiàn)評(píng)價(jià)，無(wú)需人為干預(yù)。5結(jié)論繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)直接影響到電力系統(tǒng)運(yùn)行 安全，快速簡(jiǎn)潔地進(jìn)行繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)是保障電 力系統(tǒng)安全的直接需求。在信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)最激增的 前提卜.，研究有效數(shù)據(jù)構(gòu)建、有用信息篩選將是電 力系統(tǒng)必須研究的關(guān)鍵技術(shù)。本文從對(duì)繼電保護(hù)的核心要求出發(fā)，基避免 無(wú)效數(shù)據(jù)占用資源、實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)高效利用的思路提出 了反映繼電保護(hù)狀態(tài)特征的精簡(jiǎn)指標(biāo)概念并構(gòu)建 了精簡(jiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)集，運(yùn)用精簡(jiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)可實(shí)現(xiàn)繼電 保護(hù)狀態(tài)的在線(xiàn)評(píng)價(jià)，可提高繼電保護(hù)狀態(tài)辨識(shí)效 率，解決大吊:錄波信息上傳引起的通道堵塞、數(shù)據(jù) 不可用等問(wèn)題。主要結(jié)論如卜.：1)為了實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)狀態(tài)在線(xiàn)分析評(píng)價(jià)口的

47、， 基采用繼電保護(hù)裝置加工信息實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)的 思想，提出了反映各變電站繼電保護(hù)狀態(tài)的特征指 標(biāo)集。使用該指標(biāo)集對(duì)繼電保護(hù)狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)，改 變了過(guò)去依賴(lài)故障波形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)的方法， 可大幅降低數(shù)據(jù)值，減少對(duì)數(shù)據(jù)通道的占用和數(shù)據(jù) 處理時(shí)間。即一次系統(tǒng)遭受擾動(dòng)后，各變電站保護(hù) 信息子站僅上傳反映各保護(hù)裝置擾動(dòng)處置過(guò)程中 的特征指標(biāo)數(shù)據(jù)，即可實(shí)現(xiàn)主站對(duì)各保護(hù)動(dòng)作行為 的評(píng)價(jià)；既保障了對(duì)故障元件保護(hù)和非故障元件均 進(jìn)行評(píng)價(jià)，乂減少了上傳信息成，降低了對(duì)通道的 要求，2)將繼電保護(hù)狀態(tài)分為4個(gè)區(qū)域，分別從保 護(hù)的可靠性、選擇性、靈敏性、快速性要求出發(fā)， 提出了后動(dòng)距離、動(dòng)作距離、穿越頻率、穿越時(shí)間 等

48、反應(yīng)繼電保護(hù)在擾動(dòng)激勵(lì)卜動(dòng)作行為的七大特 征最，可滿(mǎn)足繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)的在線(xiàn)評(píng)價(jià)要求： 所提的精簡(jiǎn)指標(biāo)無(wú)需各變電站數(shù)據(jù)同步，指標(biāo)計(jì)算 僅使川繼電保護(hù)裝置內(nèi)部中間計(jì)算結(jié)果即可，計(jì)算 最小，不影響保護(hù)裝置故障分析處置功能。3)從保護(hù)的4個(gè)要求出發(fā)，建立了基于繼電 保護(hù)精簡(jiǎn)指標(biāo)數(shù)據(jù)的繼電保護(hù)狀態(tài)評(píng)價(jià)方法。4)以一個(gè)220kV變電站的保護(hù)配置為例，分 析了該保護(hù)信息子站的信息值:以及采用本文精簡(jiǎn) 指標(biāo)數(shù)據(jù)的信息量，可見(jiàn)采用本文方法在不去失關(guān)#中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)第35卷鍵信息的前提卜.可大大縮減上傳的數(shù)據(jù)質(zhì)。在人數(shù) 據(jù)背景3為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)運(yùn)行狀態(tài)的快速在線(xiàn)評(píng) 價(jià)提供了可能。參考文獻(xiàn)1相靖郭劍波.“九五”期

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