د دویمې تجهیزاتو د سټیشنونو د ریلی محافظت کولو مدار کې پوشیده خرابۍ د اتوماتیک شناسایی څارنه په اړه تحقیق

I. مقدمه

حالت غیرطبیعی مدار ثانویه حفاظت رله در زیراستانس دارای تأثیر قابل توجهی بر سیستم برق کلی است. از یک طرف، مدار ثانویه حفاظت رله جزء مهم سیستم برق است و عملکرد اصلی آن تضمین عملکرد پایدار سیستم برق است. وقتی حالت عملیاتی مدار ثانویه نامتعادل باشد، ممکن است به پایداری سیستم برق کاهش یابد و احتمال وقوع خطاها افزایش یابد.

علاوه بر این، مدار ثانویه غیرطبیعی حفاظت رله ممکن است منجر به عملکرد نامناسب یا عدم عملکرد دستگاه حفاظت شود، بنابراین امنیت سیستم برق تهدید می‌شود. به عنوان مثال، هنگامی که خطا کوتاه مداری در خط رخ می‌دهد، اگر مدار ثانویه غیرطبیعی حفاظت رله از قطع به موقع خط خراب شده جلوگیری کند، ممکن است عواقب جدی‌تری مانند آسیب به تجهیزات و حریق رخ دهد. بنابراین، تشخیص موثر خطاها پنهان در مدار بسیار ضروری است.

شاو تونژائو و همکارانش روشی برای تشخیص خطاها پنهان در مدار ثانویه حفاظت رله زیراستانس بر اساس اطلاعات چندپارامتری پیشنهاد کردند. با جمع‌آوری اطلاعات چند پارامتری، تحلیل جامعی از حالت عملیاتی مدار ثانویه حفاظت رله انجام می‌شود که می‌تواند خطاها پنهان را به صورت دقیق‌تر تشخیص دهد، دقت و قابلیت اطمینان تشخیص خطا را افزایش دهد و به شناسایی و حل خطرات امنیتی بالقوه به موقع کمک کند. با این حال، این روش مقداری پیچیدگی و محاسبات داده‌ها را افزایش می‌دهد.

یانگ یوهان روشی برای تشخیص خطاها در مدار ثانویه حفاظت رله زیراستانس بر اساس فناوری PLC پیشنهاد کرد. با استفاده از برنامه‌نویسی انعطاف‌پذیر، قابلیت اطمینان بالا و قابلیت توسعه قوی فناوری PLC، سطح خودکارسازی و هوشمندسازی تشخیص خطا را افزایش می‌دهد و می‌تواند حالت عملیاتی مدار ثانویه را به صورت زنده نظارت کند که در بهبود امنیت و پایداری سیستم برق اثر خوبی دارد. با این حال، در مرحله کاربرد واقعی، فناوری PLC نیاز به حمایت سخت‌افزاری و نرم‌افزاری متناسب دارد که هزینه و پیچیدگی سیستم برق را افزایش می‌دهد.

با توجه به موارد فوق، این مقاله مطالعه‌ای درباره روش تشخیص خودکار خطاها پنهان در مدار حفاظت رله تجهیزات ثانویه زیراستانس ارائه می‌دهد و عملکرد روش تشخیص طراحی شده را در محیط آزمون مقایسه‌ای تحلیل و تأیید می‌کند.

II. طراحی طرح تشخیص خودکار خطاها پنهان در مدار ثانویه حفاظت رله
2.1 تحلیل دامنه ارتباط خطا مدار ثانویه حفاظت رله

در فرآیند رسیدگی به مشکلات وضعیت مدار ثانویه حفاظت رله، به دلیل ارتباطات متقابل بین اجزای مختلف [3]. بنابراین، هنگامی که خطاها پنهان وجود دارند، نمایش‌های ماکروسکوپی مربوطه به محل خاص خطا محدود نمی‌شوند. در این زمینه، این مقاله ابتدا دامنه ارتباط خطا مدار ثانویه حفاظت رله [4] را تحلیل می‌کند. با ایجاد تابع مناسب، مسئله اصلی تشخیص خطا به مسئله محاسبه تابع تناسب بهینه تبدیل می‌شود. به این ترتیب، بر اساس اطلاعات عملیاتی واقعی مدار ثانویه حفاظت رله، وضعیت مدار ثانویه مورد ارزیابی قرار می‌گیرد.

برای دامنه ارتباط خطا مدار ثانویه خاص حفاظت رله، این مقاله شباهت بین اطلاعات عملیاتی واقعی مدار ثانویه حفاظت رله و مقدار مورد انتظار را به عنوان معیار اندازه‌گیری در نظر می‌گیرد. هنگام محاسبه جریان کل در مدار، ممکن است لازم باشد جریان‌های تمام شاخه‌های مدار را جمع کنیم، و در این زمان، حدود بالا و پایین جمع برابر با تعداد جریان‌های شاخه‌ای است. بر اساس روش فوق، تحلیل دامنه ارتباط خطا مدار ثانویه حفاظت رله انجام می‌شود که پایه‌ای برای تشخیص خطاها پنهان بعدی فراهم می‌کند.

2.2 تشخیص خطاها پنهان در مدار ثانویه حفاظت رله

جدول 1. جدول مقایسه‌ای ارزش‌های جریان معیار خطا مدار در درجات مختلف

I. تحلیل نتایج آزمون

همانطور که از نتایج آزمون نشان داده شده در جدول 1 مشخص است، در میان سه روش تشخیص مختلف، روش تشخیص خطاها پنهان در مدار ثانویه حفاظت رله زیراستانس بر اساس اطلاعات چندپارامتری که در منبع [1] پیشنهاد شده است، در تشخیص وضعیت‌های خطا با درجات بالاتر عملکرد بهتری دارد. هنگامی که درجه خطای کلی مدار اندازه‌گیری کمتر از 10.0% است، نتیجه خروجی ارزش معیار خطا مدار به طور قابل توجهی کمتر است که برای تعیین خطا واقعی دارای نقص‌هایی است.

برای روش تشخیص خطاها در مدار ثانویه حفاظت رله زیراستانس بر اساس فناوری PLC که در منبع [2] پیشنهاد شده است، نتایج خروجی ارزش‌های معیار خطا مدار به طور کلی ثابت است، اما فضایی برای بهبود در ارزش‌های کلی وجود دارد.

مقایسه با این، تحت روش تشخیص طراحی شده در این مقاله، نتایج خروجی ارزش‌های معیار خطا مدار همواره بالای 0.12 A هستند و حداکثر مقدار بیش از 0.22 A است که می‌تواند وضعیت خطا پنهان مدار حفاظت رله تجهیزات ثانویه را به طور موثر نشان دهد. در مقایسه با گروه کنترل، مزایای نسبتاً واضحی در مورد پایداری و انطباق دارد.

هنگام تحلیل عملکرد روش تشخیص طراحی شده، مدلی از مدار حفاظت رله تجهیزات ثانویه زیراستانس در PSCAD/EMTDC ساخته شد. در مرحله تنظیمات واقعی، نوع محافظ واقعی، مدل اجزای الکتریکی و تنظیمات پارامترهای عملیاتی به طور کامل در نظر گرفته شد.

II. آزمون‌های کاربردی
2.1 آماده‌سازی آزمون

بر اساس یک خط انتقال نمونه، حفاظت فاصله‌ای تنظیم شد و به عنوان مدار حفاظت رله تجهیزات ثانویه استفاده شد. در مورد تنظیمات پارامترهای عملیاتی خاص، محدوده امپدانس به 80% - 120% امپدانس خط تنظیم شد؛ زمان تأخیر 0.1 ثانیه و زمان عملکرد 0.02 ثانیه بود؛ ویژگی عملکرد چهارضلعی را اتخاذ کرد تا عملکرد قابل اعتمادی در صورت وقوع خطا در محدوده حفاظت و عملکرد قابل اعتمادی در صورت وقوع خطا خارج از محدوده حفاظت تضمین شود؛ هنگامی که ولتاژ کمتر از 80% ولتاژ اسمی است، محافظ بلاک شد تا از عملکرد نادرست در ولتاژ بسیار کم جلوگیری شود. نسبت تبدیل CT 1000:1 بود و جریان اسمی به 1.0 A تنظیم شد. نسبت تبدیل PT 10000:1 بود و ولتاژ اسمی به 100 kV تنظیم شد. در مورد تنظیمات فیلتر، از فیلتر پایین‌گذر استفاده شد و فرکانس برش به 500 Hz تنظیم شد تا تأثیر نویز فرکانس بالا بر محافظ را کاهش دهد.

2.2 طرح آزمون

بر اساس محیط آزمون ذکر شده، روش تشخیص خطاها پنهان در مدار ثانویه حفاظت رله زیراستانس بر اساس اطلاعات چندپارامتری که در منبع [1] پیشنهاد شده است و روش تشخیص خطاها در مدار ثانویه حفاظت رله زیراستانس بر اساس فناوری PLC که در منبع [2] پیشنهاد شده است به عنوان گروه‌های کنترل آزمون در نظر گرفته شد. نتایج تشخیص سه روش مختلف تحت شرایط کاری یکسان آزمون شد.

برای شرایط کاری خاص، مدار اندازه‌گیری جریان شاخه‌ای که CT در آن قرار دارد به عنوان محل خطا تنظیم شد و درجات خطای کلی مدار اندازه‌گیری شاخه‌ای که CT در آن قرار دارد به ترتیب -15%، -10%، -5%，+5%，+10%和+15%。基于此，分别统计了不同检测方法输出的故障判据特征值电流值的分布情况。 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下的电路故障判据特征值电流值的输出结果，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发生故障时，会导致测量误差，从而影响电费结算的准确性。

本文提出了一种变电站二次设备继电保护回路隐性故障自动检测方法的研究，有效实现了不同程度二次回路的准确检测，具有良好的实际应用价值。通过本文对二次设备继电保护回路故障检测方法的研究与设计，期望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，实现了二次设备继电保护回路隐性故障的检测与分析。

به ترتیب نتایج خروجی ارزش‌های جریان معیار خطا مدار در درجات مختلف تحت روش‌های مختلف تشخیص شد. داده‌های نتایج خاص در جدول 1 نشان داده شده است.

III. نتیجه‌گیری

نامتعادلی مدار ثانویه حفاظت رله یکی از عوامل مستقیم افزایش تلفات انرژی در سیستم برق است. هنگامی که ترانسفورماتور جریان یا ولتاژ در مدار ثانویه خراب می‌شود، ممکن است خطای اندازه‌گیری ایجاد شود و دقت حساب کتاب برق را تحت تأثیر قرار دهد.

این مقاله مطالعه‌ای درباره روش تشخیص خودکار خطاها پنهان در مدار حفاظت رله تجهیزات ثانویه زیراستانس ارائه می‌دهد که به طور موثر تشخیص دقیق مدارهای ثانویه با درجات مختلف را انجام می‌دهد و ارزش کاربردی خوبی دارد. از طریق تحقیق و طراحی روش تشخیص خطا برای مدار حفاظت رله تجهیزات ثانویه در این مقاله، انتظار می‌رود مرجعی با ارزش برای مدیریت امنیت واقعی زیراستانس‌ها ارائه شود.

با توجه به تابع تناسب دامنه ارتباط خطا مدار ثانویه حفاظت رله که در بخش 2.1 ساخته شده است، در فرآیند تشخیص خطا واقعی، این مقاله بهینه‌ترین مقدار تابع تناسب را به عنوان نتیجه نهایی شناسایی می‌کند. با استفاده از روش فوق، تشخیص و تحلیل خطاها پنهان در مدار حفاظت رله تجهیزات ثانویه انجام می‌شود.