一种用于继电保护状态评价的大数据精简方法周正果

一种用于继电保护状态评价的大数据精简方法周正果

周正果

（国网重庆市电力公司巫山县供电分公司）

摘要：在线评价继电保护系统状态是保障继电保护在故障来临时正确动作的重要手段。继电保护信息系统具有大数据特征，但受制于数据传输堵塞、数据源不同步、缺乏智能分析工具等问题，难以用于进行继电保护状态在线自动评价。在保障评价效果的同时，大大减少数据上传量和评价时间，为进一步在输变电环节合理利用电力大数据提供参考。

关键词：继电保护；大数据；状态评价；精简指标

继电保护信息系统的建设，为获取每一台继电保护设备产生的数据提供了平台支撑。电力系统扰动后，继电保护信息系统主站要同时接收和处理大量的故障录波数据和继电保护装置生成的数据，面临数据通信量大、数据之间时间不同步、数据分析无标准可依等问题。而目前普遍的分析方法是依赖有经验的专业技术人员对部分的数据进行手工分析，还未实现全景智能化分析，不能及时发现继电保护系统中存在的隐藏缺陷。有必要研究在二次系统大数据背景下，实现信息的精简并为继电保护系统在线自动分析与状态评价的新方法。为此，本文首先分析了继电保护系统运行数据特征，提出了二次系统大数据精简方法，并以精简信息为基础建立了继电保护系统运行状态的在线评价体系。

1继电保护系统运行状态评价的大数据特征及精简方法

电力系统的正常运作是要靠着继电保护系统的维护而进行的。它的原理是:继电保护系统与一次运维系统的电子电压互感器和电子电流互感器及其他传感器连接而获得信号，对信号进行处理后，来进行对一次运维系统的的状态判断，最后给出是否跳闸或者合闸的命令。

在以前我们对继电保护系统装置理解的意义是，将继电保护系统作为一个“黑箱”来看待，它的主要传输方式是输入和输出。简单的来说就是，在检测故障发生时，通过故障录波装置进行记录，然后对故障进行，以此来评价继电保护装置是否做出了合理的故障反应判断。继电保护系统是由调度中心和信自、主站及各个智能化变电站的保护信息子站构成。信自、主站主要收集各种故障数据、保护装置信自、、自检信自、。继电保护系统中信自、保护子站，主要采用的保护状态分析有两类:

1.1周期型数据

周期型数据主要是指在正常情况下保护设备定期传输的数据。在没有故障的正常情况下，继电保护系统传输回来的数据是机械的自检数据。因此这样的信自、不能用于预测保护装置的下阶段的运作状态。

1.2驯牛驱动数据

事件驱动数据指的是在系统由波动的情况下接收并上传的数据波形数据。对于机械设备的运作波动较大的数据处理会不经过电脑简化处理而直接将采样点波形完全存储并传输给指挥台。因为设备的规模加大使得每个变电站的故障波动数据都十分庞大。

2用于机电保护运行状态评价的精简指标数据

继电保护系统状态是指简单保护系统能否完成对电力工程中一次运维阶段保护的能力。而继电保护运行状态评价则是对运行的继电保护设备运转能力的分析。

我们立足于继电保护系统的基本原理和要求，对处于运行的继电保护设备运转状态的评价包括以下方面:第一个方面是分析继电保护装置在一次运维工作中的可靠性，推测可能在一区发生的故障。第二个方面是分析继电保护装置在二次运维工作中的运转正确性，其中的正确性体现在“保护对故障反应的灵敏度、解决区外故障的可靠性、区外故障时的不动作可靠性和误动作的风险性、后备的灵敏性”。第三方面是，分析继电保护装置在进行一次韵味和二次运维的的安全性。第四方面是，在从二次运维系统相一次运维系统转变的安全性。

在对继电保护系统进行分析的时候还应故障元件的保护系统。因为在故障的情景下远见处于非正常状态时，也会表现出应对故障的能力。

3基于精简指标的数据的继电保护运行状态评价方法

继电保护系统的运行状态评价是根据一次运维前和一次运维后的数据统计，对继电保护动作的评判过程。对继电保护系统的评判目的在于，检测保护系统的内有无隐藏故障，有无数据错误，保护装置性能是否达到设计要求。因此通过以各个疑问，可以对机电保护系统的运作从以下几个方面进行评价:

3.1继电保护系统可靠性评价

从故障排除时间的充裕度来和选择方案性来讲，机电保护系统的可靠性的表现是“当一次运维系统出现故障是，是否及时作出单位开关跳匝现象。并且相邻的正常元件可以启动后备保护区，并进行正常的动作。”

3.2继电保护系统的快速性评价

继电保护系统的快速性评价，主要是对保护设备在一次运作出现故障的时候，进行跳匝动作时间的评价。而保护装置的跳匝反应在设计之初便根据科学，合理的进行区间设定的。当故障危害没有超过临界值的时候是不会进行跳匝反应的。根据实验结果显示，继电保护系统的跳匝保护范围在220KV的条件下，对近端故障是“小于等于20ms”对远端故障是“小于等于30ms”这个数据的界定己经将通道时间考虑在内。并且据研究发现，挡主保护正确运转时，后备保护运转时间和主保护运转时间几乎相同;当主保护不运转时，后备运转时间满足先关规定。基于此种现象才满足了继电保护设备的快速要求。

3.3继电保护系统整定选择胜评价

在机电保护中，为保证机电选择性的要求，在保障可靠性的前提下还要保障时间配合:第一对故障元件的继电保护，需要满足后备起跳时间大于主保护。第二，对相邻非故障元件的保护方法是，需要满足自身起跳时间大于故障元件后备保护起跳时间的要求。

3.4灵敏性钥刚介

对继电保护装置的灵敏性要去是指，当系统出现故障时故障元件和相邻的故障元件都可以做出敏锐的感觉和及时的动作。其中要满足:第一，故障期间，保护装置、主保护、后备保护的穿越频率大于等于1。第二，保护装置的后备保护装置在发生故障的时候要大于等于1。第三，原理故障的元件机电保护设备的后备保护元件，距离故障元件越远，动作距离越小，相对的灵敏度就会越差。

4结语

继电保护运行状态直接影响到电力系统运行安全，快速简洁地进行继电保护状态评价是保障电力系统安全的直接需求。在信息系统数据量激增的前提下，研究有效数据构建、有用信息筛选将是电力系统必须研究的关键技术。本文从对继电保护的核心要求出发，基于避免

无效数据占用资源、实现数据高效利用的思路提出了反映继电保护状态特征的精简指标概念并构建了精简指标数据集，运用精简指标数据可实现继电保护状态的在线评价，可提高继电保护状态辨识效率，解决大量录波信息上传引起的通道堵塞、数据不可用等问题。

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