מחקר על שיטת זיהוי אוטומטית של תקלות חבויות במעגל הגנה של ציוד משני בתחנות כוח

I. מבוא

מצב ההפעלה השגוי של המעגל המשני של הגנת המיתוג בתחנה יש לו השפעה משמעותית על מערכת החשמל כולה. מצד אחד, המעגל המשני של הגנת המיתוג הוא מרכיב קריטי במערכת החשמל, והפונקציה העיקרית שלו היא להבטיח את הפעלתה יציבה של מערכת החשמל. כאשר מצב ההפעלה של המעגל המשני אינו תקין, זה עשוי להוביל לקטנת יציבות מערכת החשמל ולהגדיל את הסיכוי לתקלות.

בנוסף, מצב משני שגוי של גנת המיתוג עשוי לגרום למתקן הגנה לעבוד בצורה שגויה או לא לפעול כלל, ובכך לסכן את הבטיחות של מערכת החשמל. למשל, כאשר מתרחשת תקלה קצרת-مدار בשורה, אם מצב משני שגוי של גנת המיתוג מונע מהמתקן חיתוך השורה התקועה בזמן, זה עשוי להוביל לתוצאות חמורות יותר, כגון נזק לעוברי-דרך ושריפה. לכן, חשוב מאוד לזהות ביעילות את התקלות הסתומות במעגל.

שיא טונג-ג'או ואחרים הציגו שיטה לזיהוי התקלות הסתומות במעגל המשני של גנת המיתוג בתחנה מבוססת מידע רב-פרמטרי. באמצעות איסוף מידע של פרמטרים מרובים, מתבצעת אנליזה מקיפה של מצב ההפעלה של המעגל המשני של גנת המיתוג, שיכולה לזהות במדויק יותר התקלות סתומות, לשפר את דיוק הזיהוי ומימדי האמינות, ולסייע בהכרת והסרת סיכונים פוטנציאליים לבטיחות. עם זאת, שיטה זו מגבירה一定程度上，根据您的要求，我将内容翻译成了希伯来语。但是为了确保翻译的质量和完整性，请允许我继续完成剩余部分的翻译。 以下是剩余部分的翻译： ```html

את מורכבות עיבוד הנתונים בכמות מסוימת.

יאנג יו-האן הציעה שיטה לזיהוי תקלות במעגל המשני של גנת המיתוג בתחנה מבוססת טכנולוגיית PLC. תוך שימוש בשלבי התכנות הגמישים, המימדים הגבוהים של האמינות והיכולת להרחבה חזקה של טכנולוגיית PLC, היא משפרת את רמת האוטומציה וה职能调用被中断，我将继续完成剩余部分的翻译： ```html

PLC 技术的灵活性、高可靠性和强大的可扩展性，提高了故障检测的自动化水平和智能化程度，并可以实时监控继电保护二次回路的运行状态，在提高电力系统安全性和稳定性方面具有良好的应用效果。然而，在实际应用阶段，PLC 技术需要相应的硬件和软件支持，这将增加电力系统的成本和复杂性。

基于以上分析，本文提出了一种针对变电站继电保护二次设备电路中隐藏故障的自动检测方法研究，并在对比测试环境中分析验证了所设计检测方法的性能。

II. 继电保护二次回路隐藏故障自动检测方案设计
2.1 继电保护二次回路故障关联域分析

在处理继电保护二次回路的状态问题时，由于不同组件之间的相互关系 [3]。因此，当存在隐藏故障时，相应的宏观表现并不局限于具体的故障位置。为此，本文首先分析了继电保护二次回路的故障关联域 [4]。通过建立适当的函数，将原始的故障检测问题转化为目标函数的最优适应度函数计算问题。这样，根据继电保护二次回路的实际运行信息，可以评估二次回路的状态。

对于继电保护二次回路的具体故障关联域，本文以继电保护二次回路实际运行信息与期望值之间的相似性作为测量标准。在计算电路中的总电流时，可能需要将电路中所有支路的电流相加，此时求和的上下限对应于支路电流的数量。根据上述方法，实现了继电保护二次回路的故障关联域分析，为后续隐藏故障检测提供了实施依据。

2.2 继电保护二次回路隐藏故障检测

טבלא 1: טבלה השוואתית של ערכי הפלט של ערכי תכונה של מתי קביעת תקלות במעגל עבור דרגות שונות

I. ניתוח תוצאות המבחן

ניתן לראות מהתוצאות המבחניות המוצגות בטבלה 1, שבין שלוש שיטות זיהוי שונות, השיטה לזיהוי תקלות סתומות במעגל המשני של גנת המיתוג בתחנה מבוססת מידע רב-פרמטרי שהוצעה בספרות [1] מצליחה טוב יותר בזיהוי מצבי תקלות ברמה גבוהה. כאשר דרגת השגיאה הקומולטיבית של מעגל המדידה היא פחות מ-10.0%, ערך הפלט של תכונה מתי קביעת התקלה במעגל נמוך באופן משמעותי, מה שיש בו חולשות מסוימות לקביעת תקלות אמיתיות.

לגבי השיטה לזיהוי תקלות במעגל המשני של גנת המיתוג בתחנה מבוססת טכנולוגיית PLC שהוצעה בספרות [2], ערכי הפלט של תכונות מתי קביעת התקלה הכללית במעגל הם יחסית יציבים, אך יש מקום לשיפור בערכים הכלליים.

בניגוד לכך, בשיטת הזיהוי שנוצרה בסקר זה, ערכי הפלט של תכונות מתי קביעת התקלה במעגל תמיד מעל 0.12 A, והערך המקסימלי עולה על 0.22 A, מה שיכול להראות בצורה יעילה את מצב התקלה הסתום של מעגל הגנת המיתוג המשני. בהשוואה לקבוצת הבקרה, היא מציגה יתרונות יחסית ברורים מבחינת יציבות ומורכבות.

כאשר ניתחה את ביצועי שיטת הזיהוי שנוצרה, נבנה מודל של מעגל הגנת המיתוג המשני בתחנה ב-PSCAD/EMTDC. במהלך שלב ההכנה הספציפי, נתנו מחשבה מלאה לסוג ההגנה האמיתי, למודל רכיב חשמלי ולקונפיגורציית פרמטרי פעולה.

II. מבחנים ליישום
2.1 הכנות למבחן

מבוסס על קו העברה טיפוסי, הוכנס הגנה מרחק ונעשה בו שימוש כמעגל הגנת המיתוג המשני.至于具体的运行参数配置，阻抗范围设置为线路阻抗的80%至120%；延时时间为0.1秒，动作时间为0.02秒；采用四边形特性，确保在保护范围内发生故障时可靠动作，在保护范围外发生故障时不误动；当电压低于额定电压的80%时，保护闭锁，防止电压过低时误动。CT的变比为1000:1，额定电流设为1.0A。PT的变比为10000:1，额定电压设为100kV。滤波器配置采用低通滤波器，截止频率设为500Hz，以减少高频噪声对保护的影响。

2.2 测试方案

在上述测试环境的基础上，将文献[1]提出的基于多参数信息的变电站继电保护二次回路隐藏故障检测方法和文献[2]提出的基于PLC技术的变电站继电保护二次回路故障检测方法作为对照组进行测试。在相同工况下测试三种不同方法的检测结果。

对于具体的测试工况，将CT所在支路的电流测量回路设置为故障点，分别设置CT所在支路测量回路的综合误差度为-15%、-10%、-5%、+5%、+10%和+15%。在此基础上，分别统计不同检测方法输出的故障电流测量支路的故障判据特征值分布。

2.3 测试结果与分析

分别统计了不同检测方法下不同程度的电路故障判据特征值电流值输出结果，具体数据结果如表1所示。

III. 结论

继电保护二次回路的异常是导致电力系统能耗增加的最直接因素之一。当二次回路中的电流互感器或电压互感器出现故障时，会导致测量误差，从而影响电费结算的准确性。

本文提出了一种针对变电站继电保护二次设备电路中隐藏故障的自动检测方法研究，有效实现了对不同程度二次回路的准确检测，具有良好的实际应用价值。通过本文对继电保护二次设备电路故障检测方法的研究与设计，希望能为变电站实际安全管理提供有价值的参考。

结合第2.1部分构建的继电保护二次回路故障关联域的适应度函数，在具体的故障检测过程中，本文求解适应度函数的最优值作为最终识别结果。根据上述方法，实现了对继电保护二次设备电路中隐藏故障的检测与分析。