Forskning i den automatiske detektionsmetode af skjulte fejl i relæbeskyttelseskredsløbet af sekundære anlæg i elektriske stationer

I. Introduktion

Den anormale driftstilstand af sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen i en understation har en betydelig indflydelse på det overordnede strømsystem. På den ene side er sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen en vigtig komponent i strømsystemet, og dets hovedfunktion er at sikre stabil drift af strømsystemet. Når driftstilstanden for sekundærkredsløbet er anormal, kan dette føre til en nedgang i stabilitетта на энергосистемы и увеличение вероятности сбоев.

Desuden kan et anormalt sekundærkredsløb i relæbeskyttelsen føre til fejl i beskyttelsesenhederne eller manglende funktion, hvilket truer sikkerheden af strømsystemet. For eksempel, når der opstår en kortslutning i en ledning, kan et anormalt sekundærkredsløb i relæbeskyttelsen forhindre beskyttelsesenhederne i at skære den defekte ledning hurtigt, hvilket kan føre til alvorligere konsekvenser som udstyrsskader og brand. Derfor er det yderst nødvendigt at effektivt opdage de skjulte fejl i kredsløbet.

Xia Tongzhao et al. foreslog en metode til opdagelse af skjulte fejl i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen i understationen baseret på information fra flere parametre. Ved at samle information fra flere parametre udføres en omfattende analyse af driftstilstanden for sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen, hvilket kan opdage skjulte fejl mere præcist, forbedre præcisionen og pålideligheden af fejlopdagelse og hjælpe med at identificere og løse potentielle sikkerhedshensyn på tid. Dog øger denne metode kompleksiteten og beregningsmængden i databehandlingen i visse henseender.

Yang Yuhan foreslog en metode til opdagelse af fejl i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen i understationen baseret på PLC-teknologi. Ved at udnytte den fleksible programmering, høje pålidelighed og stærke skalabilitet i PLC-teknologi, forbedres automatiseringsniveauet og intelligensgraden af fejlopdagelse, og det kan overvåge driftstilstanden for sekundærkredsløbet i realtid, hvilket har en god anvendelseseffekt ved at forbedre sikkerheden og stabiliteten i strømsystemet. Imidlertid kræver PLC-teknologi i den reelle anvendelsesfase tilsvarende hardware- og softwareunderstøttelse, hvilket vil øge kostnaden og kompleksiteten af strømsystemet.

På baggrund af ovenstående foreslår denne artikel en undersøgelse af automatisk opdagelsesmetode for skjulte fejl i sekundærudstyr i relæbeskyttelseskredsløbet i understationer, og analyserer og bekræfter prestationen af den designede opdagelsesmetode i en sammenlignende testmiljø.

II. Design af den automatiske opdagelsesskema for skjulte fejl i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen
2.1 Analyse af fejltilknytningsområdet for sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen

I processen med at håndtere statusproblemer i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen, på grund af interrelationerne mellem forskellige komponenter [3]. Derfor, når der findes skjulte fejl, er de tilsvarende makroskopiske manifestationer ikke begrænset til den specifikke fejlplacering. I denne henseende analyserer denne artikel først fejltilknytningsområdet for sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen [4]. Ved at etablere en passende funktion omdannes det originale fejlopdagelsesproblem til et beregningsproblem for den optimale fitnessfunktion for målfunktionen. På denne måde kan statussen for sekundærkredsløbet evalueres ifølge den faktiske driftsinformation for sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen.

For det specifikke fejltilknytningsområde for sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen tager denne artikel ligheden mellem den faktiske driftsinformation for sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen og den forventede værdi som målestok. Når den totale strøm i kredsløbet beregnes, kan det være nødvendigt at lægge alle grenstrømme i kredsløbet sammen, og i denne situation svarer grænserne for summeringen til antallet af grenstrømme. Ifølge ovenstående metode realiseres analysen af fejltilknytningsområdet for sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen, hvilket giver en implementeringsbasis for den efterfølgende opdagelse af skjulte fejl.

2.2 Opdagelse af skjulte fejl i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen

Tab.1 Sammenligningstabellen af udgangsresultater for karakteristiske strømværdier for kredsløbsfejkriterier i forskellige grad

I. Analyse af testresultater

Som ses af testresultaterne vist i tabel 1, af de tre forskellige opdagelsesmetoder, udførte metoden til opdagelse af skjulte fejl i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen i understationen baseret på flerparameterinformation foreslået i litteratur [1] bedre i opdagelse af højere grad af fejltilstande. Når den samlede fejlgrad for målekredsløbet er mindre end 10,0%, er udgangsresultatet for karakteristisk værdi for kredsløbsfejkriteriet signifikant lavere, hvilket har visse mangler for den faktiske fejlbestemmelse.

For metoden til opdagelse af fejl i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen i understationen baseret på PLC-teknologi foreslået i litteratur [2], er udgangsresultaterne for karakteristiske værdier af det samlede kredsløbsfejkriterium relativt stabile, men der er plads til forbedring i de samlede værdier.

I modsætning hermed var udgangsresultaterne for karakteristiske værdier af kredsløbsfejkriteriet altid over 0,12 A, og den maksimale værdi overstiger 0,22 A under den opdagede metode designet i denne artikel, hvilket effektivt kan afspejle den skjulte fejltilstand i sekundærudstyrs relæbeskyttelseskredsløb. I forhold til kontrollgruppen viser det tydelige fordele i henseende til stabilitet og tilpasningsdygtighed.

Når man analyserer prestationen af den designede opdagelsesmetode, blev en model af sekundærudstyrs relæbeskyttelseskredsløb i en understation bygget i PSCAD/EMTDC. Under den specifikke opsætningsfase blev den faktiske beskyttelsestype, elektriske komponentmodel og driftsparameterkonfiguration fuldt udtaget i betragtning.

II. Anvendelsestest
2.1 Testforberedelse

Baseret på en typisk transmissionsledning blev en afstandsbekendelse konfigureret og brugt som sekundærudstyrs relæbeskyttelseskredsløb. I henseende til den specifikke driftsparameterkonfiguration blev impedanserangen sat til 80% - 120% af ledningsimpedansen; forsinketiden var 0,1 s, og driftstiden var 0,02 s; driftskarakteristikken blev en firkantet karakteristik for at sikre pålidelig drift, når en fejl opstod inden for beskyttelsesområdet, og pålidelig ikke-drift, når en fejl opstod uden for beskyttelsesområdet; når spændingen var lavere end 80% af den nominerede spænding, blev beskyttelsen blokeret for at undgå misoperation ved for lav spænding. Omregningsforholdet for CT var 1000:1, og den nominerede strøm blev sat til 1,0 A. Omregningsforholdet for PT var 10000:1, og den nominerede spænding blev sat til 100 kV. I henseende til filterkonfiguration blev et lavpassfilter brugt, og cut-off-frekvensen blev sat til 500 Hz for at reducere indvirkningen af højfrekvensstøj på beskyttelsen.

2.2 Testschema

På grundlag af ovenstående testmiljø blev metoden til opdagelse af skjulte fejl i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen i understationen baseret på flerparameterinformation foreslået i litteratur [1] og metoden til opdagelse af fejl i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen i understationen baseret på PLC-teknologi foreslået i litteratur [2] taget som kontrolgrupper for testen. Opdagelsesresultaterne for de tre forskellige metoder blev testet under de samme arbejdsvilkår.

For de specifikke testarbejdsvilkår blev strømmålingskredsløbet i grenen, hvor CT er placeret, sat som fejlplacering, og de samlede fejlgrader for strømmålingskredsløbet i grenen, hvor CT er placeret, var -15%, -10%, -5%, +5%, +10% og +15% henholdsvis. Baseret herpå blev fordelingen af karakteristiske værdier for fejkriteriet for fejlstrømmålingskredsløbsgrenen outputtet af forskellige opdagelsesmetoder talt op separat.

2.3 Testresultater og analyse

Udgangsresultaterne for strømværdierne af karakteristiske værdier for kredsløbsfejkriterier i forskellige grader under forskellige opdagelsesmetoder blev talt op separat, og de specifikke datarésultater er vist i tabel 1.

III. Konklusion

Anormalitet i sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen er en af de mest direkte faktorer, der fører til en stigning i energitab i strømsystemet. Når strømtransformator eller spændingstransformator i sekundærkredsløbet mislykkes, vil det føre til målefejl, hvilket påvirker nøjagtigheden af elregning.

Denne artikel foreslår en undersøgelse af den automatiske opdagelsesmetode for skjulte fejl i sekundærudstyrs relæbeskyttelseskredsløb i understationer, som effektivt gennemfører præcis opdagelse af sekundærkredsløb i forskellige grader og har god praktisk anvendelsesværdi. Gennem forskning og design af fejlopdagelsesmetoden for sekundærudstyrs relæbeskyttelseskredsløb i denne artikel, forventes det at give værdifuld reference for den faktiske sikkerhedsstyring af understationer.

Kombineret med fitnessfunktionen for fejltilknytningsområdet for sekundærkredsløbet i relæbeskyttelsen konstrueret i del 2.1, løser denne artikel den optimale værdi af fitnessfunktionen som det endelige identifikationsresultat i den specifikke fejlopdagelsesproces. Ifølge ovenstående metode realiseres opdagelse og analyse af skjulte fejl i sekundærudstyrs relæbeskyttelseskredsløb.