關於變電站錄波資料與故障診斷系統的研究

0 前言

變電站故障的準確診斷與分析， 對電網的安全運行有著較為重要的影響。 隨著電力技術的不斷發展， 電力網絡的擴大化和複雜化， 也讓電力系統的行為表現出了複雜性的特徵。 高性能微機型錄波裝置的有效運用， 可以為電力系統運行效率的提升提供保障。

1 錄波資料的處理

1.1 錄波裝置的資料傳送方式

多CPU並行處理方式是變電站微機故障錄波裝置中採用的主要處理方式。 這一設備的資料獲取單元中包含有32位元數位訊號處理器。 事件記錄單元所使用的16位元單片機可以發揮出收集、打包及上傳採集資料，

接受上位機下達的命令和將命令下放給各個採集單元的作用。 在錄波器啟動以後， 開關量採集系統和類比量採集系統可以將採樣資料傳遞到中層管理單元。 在網路負載較重的情況下， 採集系統所獲取的採集資料會暫時存留於中層管理單元之中。 在網路負載相對較輕的情況下， 中層管理單元可以借助乙太網技術， 將資料資訊傳送至上位元機。

1.2 錄波資料的波形處理

在接受到即時錄波資料以後， 上位機會在對資料資訊進行整理的基礎上， 以檔形式對資訊進行保存。 對於使用者而言， 他們可以根據錄波檔的名稱， 對相關資訊進行選擇， 並在某一個位置選定某一個錄波通道的資料。 在資料分析波形介面之中，

介面中間部分的紅色短實線可以隨著滑鼠點擊處改變位置， 也可以隨按住滑鼠拖動時改變位置。 介面低段狀態列反映出來的資訊為當前屏波形的起始時刻、故障發生的時間等內容。

從主站與子站之間的關係來看， 子站系統管理模組在讀取故障資訊以後， 會借助資料轉換方式， 為故障診斷系統提供COMTRADE格式的資料資訊， 並會及時將開關保護動作資訊寫入子站資料庫。 在獲取到子站發來故障資訊以後， 主站系統管理模組會將相關資訊編入主站資料庫之中， 並會從子站讀取完整的故障資訊。

1.3 故障錄波資料分析中的常用演算法

諧波分析演算法、故障相別識別演算法和輸電線路故障測距演算法是故障錄波資料分析中所採用的主要演算法。

一般情況下， 電力系統的故障暫態信號中不僅包含有基波分量， 也含有一些不確定幅值和衰減率的衰減直流分量。 在諧波分量求取過程中， 人們可以利用近似法和精確法消除衰減直流分量的影響。 在衰減直流分量濾除以後， 相關人員可以借助離散傅裡葉變換求取諧波。

2 基於錄波資料的變電站故障診斷機制

專家系統和保護開關動作評價系統在變電站故障診斷機制中發揮著較為重要的作用。 推理引擎、實例庫和知識庫是專家系統的主要組成部分。 在分散式熊之中， 主站伺服器可以本地資料庫的相關資訊為依據， 借助專家系統所提供的格式填寫事例庫。

並借助故障情況、知識庫和多側子站故障簡報資訊的內容， 對故障設備進行診斷。 系統也可以根據推理結果和使用者的要求， 提供診斷報告， 並對診斷報告進行存檔處理。 保護開關動作評價體系涉及到了保護開關的正確、誤動和拒動三種情況。 從電網系統的實際情況來看， 系統可以根據故障情況和設備關係等因素， 對保護動作知識庫所確定的保護動作情況進行運用。 以下內容為基於錄波資料的變電站故障診斷機制。

2.1 電網結構的知識表示

電網拓撲結構知識是電網故障診斷工作的基礎要素。 知識表示方法的實效性對專家系統的工作效率和故障保護系統的通用性有著較為重要的影響。 科學化的電網結構知識表示方法的應用，

可以為專家系統的實效性提供一定的保障。

如果對電力系統設備的自身特點忽略不計， 我們可以認為， 設備與設備之間的連接是一種動態化的連接方式。 在這種網路結構表示方式的影響下， 人們需要構建一種區別於以母線為中心的表示方式的連接方式。 以變電站類電網結構知識為例， 在將所有站內設備融入變電站這一知識集合以後， 人們可以借助單鏈表管理體系構建站內設備清單。 由於系統的保護情況仍然建立在按照設備進行配置的配置模式之下， 此時人們可以採用錄波器中對保護信號的管理方式進行保護類的管理。

2.2 保護資訊的知識表示

保護裝置在電網系統中發揮著二次設備的作用。 相比於設備庫和開關庫，保護知識庫所具有的對立性特徵對電網結構沒有較為明顯的影響。此時錄波器的開關事件通道的輸入量設定與希望值之間可能存在一定差異，因而在保護資訊知識表示中，人們可以將構造函數、獲取保護名稱、設置保護狀態和獲取保護狀態等內容納入到成員函數之中。

2.3 故障元件診斷主體設計

斷路器的閉合斷開和正常倒閘變電站的電網結構是影響變電站電網結構的主要因素。錄波器的開關事件是人們獲取斷路器動作情況的主要依據。為了讓錄波器的功能得到完善，相關人員已經讓刀閘狀態引入到了錄波器中。在刀閘變位元不進行故障診斷的情況下，開關資訊可以分為正常操作、故障跳閘和自動重合閘等多種形式。集中信號成為了區分故障跳閘和正常操作的有效方式：如在電力系統處於正常操作的情況下，開關時間會在較長的時間內單獨出現。如果電力系統出現故障，故障時的開關時間會在較短的時間內集中出現，判別模組的應用，是完成上述判別過程的重要措施。在對故障元件進行確定以後，人們可以借助故障類比，對保護和開關動作情況進行分析，以便對動作的正確性進行確定。

3 結論

多CPU並行處理方式是變電站微機故障錄波裝置中採用的主要處理方式。斷路器的閉合斷開和正常倒閘變電站的電網結構是影響變電站電網結構的主要因素。錄波器的開關事件是人們獲取斷路器動作情況的主要依據。判別模組的應用，是完成上述判別過程的重要措施。

相比於設備庫和開關庫，保護知識庫所具有的對立性特徵對電網結構沒有較為明顯的影響。此時錄波器的開關事件通道的輸入量設定與希望值之間可能存在一定差異，因而在保護資訊知識表示中，人們可以將構造函數、獲取保護名稱、設置保護狀態和獲取保護狀態等內容納入到成員函數之中。

2.3 故障元件診斷主體設計

斷路器的閉合斷開和正常倒閘變電站的電網結構是影響變電站電網結構的主要因素。錄波器的開關事件是人們獲取斷路器動作情況的主要依據。為了讓錄波器的功能得到完善，相關人員已經讓刀閘狀態引入到了錄波器中。在刀閘變位元不進行故障診斷的情況下，開關資訊可以分為正常操作、故障跳閘和自動重合閘等多種形式。集中信號成為了區分故障跳閘和正常操作的有效方式：如在電力系統處於正常操作的情況下，開關時間會在較長的時間內單獨出現。如果電力系統出現故障，故障時的開關時間會在較短的時間內集中出現，判別模組的應用，是完成上述判別過程的重要措施。在對故障元件進行確定以後，人們可以借助故障類比，對保護和開關動作情況進行分析，以便對動作的正確性進行確定。

3 結論

多CPU並行處理方式是變電站微機故障錄波裝置中採用的主要處理方式。斷路器的閉合斷開和正常倒閘變電站的電網結構是影響變電站電網結構的主要因素。錄波器的開關事件是人們獲取斷路器動作情況的主要依據。判別模組的應用，是完成上述判別過程的重要措施。