尹 凯,葛立青,金岩磊

（南京南瑞继保电气有限公司，江苏南京，211102）



电力系统输电线路远程监测方法研究

尹 凯,葛立青,金岩磊

（南京南瑞继保电气有限公司，江苏南京，211102）

摘要：目前我国变电站普遍采用无人值守的运行方式。在发生输电线路故障后，需要尽快对故障原因进行分析。本本提供一种自适应电力系统输电线路故障在线分析方法，可以快速故障分析并给出处理建议。该技术已经应用于多个智能变电站，取得良好效果。

关键词：远程监测；智能变电站

0　引言

目前，我国变电站普遍采用无人值守的运行方式。采用这种运行方式，在发生输电线路故障后，需要尽快对故障原因进行分析，并在必要时派运维人员到现场进行故障排查。因此，当发生输电线路故障后应能尽快收集故障数据进行分析，一方面可以提高远程处理故障的能力，另一方面当必须现场排查故障时可以进行有针对性的人员和设备准备，从而缩短故障时间，提高供电可靠性。

在变电站监控系统中，一般具备全面的电网运行数据，部分还能提供一次设备在线监测数据。传统的电网运行数据易读且可靠性较高，而一次设备在线监测数据需要较强的专业知识。同时还有一部分输电线路的离线数据储存于生产管理系统。如何将上述数据尽快的收集并进行分析，是提高输电线路故障处理能力的关键。

本文提供了一种自适应电力系统输电线路故障在线分析方法，通过输电线路故障发生条件定义和输电线路故障分析数据来源配置，可自动适应不同通讯规约及不同系统来源的数据格式，跨系统的收集故障分析所需的在线和离线数据，为快速故障分析给出处理建议。

1　智能变电站数据流分析

1.1网络结构

智能变电站的网络结构横向可以分为站控层网络、间隔层网络及过程层网络三个层次，纵向可以划分为安全I、II、III、IV分区。如图1所示。

在安全I区，站控层监控系统遵循DL/T 860标准与间隔层测控、保护装置的进行实时数据交换。间隔层测控、保护装置通过GOOSE网、SV网过程层网络获得设备实时运行信息。在安全II区，站控层监控系统遵循DL/T 860标准与在线监测装置进行实时、准实时数据交互获得设备监测信息。在线监测装置的传感器一般就地安装于一次设备，通过内部规约上传设备监测信息至在线监测装置。在安全III/IV区的其他系统如生产管理系统，可以通过库同步或文件交换等方式跨越隔离装置实现与监控系统的离线数据交换。

图1　智能变电站网络结构图

图2　全景数据平台

1.2信息集成

由以上设备状态相关数据流分析可知，设备状态的监测前提是统一的全景数据平台，即实现统一建模，统一采集。全景数据平台的数据采集与处理模式如图2所示。

由图2可知，全景数据平台改变了变电站各个子系统数据采用不同编码规则、不同数据库平台所形成的若干信息孤岛。将原独立设置的各类子系统功能，经过整理全部融合，在统一平台上进行必要的数据结构重构，提高了数据利用率和互动性。

2　输电线路状态评价与预警

2.1设备状态函数

尽管影响影响设备状态的因素众多，但当这些因素都有确定的数值时，就可以认为设备处在一定状态。如果设备的某一个性质发生了改变，那么设备的状态也发生了改变。换句话说，设备处在一定的状态，这些因素有确定之值。

设Xn（n=1,2,3……）为设备的状态变量，则设备的状态可以用函数表示为：

2.2输电线路故障发生条件定义

输电线路故障发生条件定义：根据不同的线路而定义不同的接地故障发生条件，接地故障发生条件定义为遥信动作、遥信返回、一定时间内遥测值大于设定值、以及一定时间内遥测值小于设定值中的一种或者几种，当存在多种条件时，各种条件之间通过与、或、非逻辑运算输出定义结果,输电线路故障发生条件按照输电线路类型建立索引并储存于变电站监控系统数据库，如图3所示。

图3　输电线路故障发生条件定义

2.3输电线路故障分析数据来源配置

根据不同的输电线路定义不同的故障分析数据来源，在定义时，首先定义数据是来源于变电站监控系统的在线数据还是生产管理系统的离线数据，然后定义数据的重要性及可靠性，数据按照输电线路ID建立索引储存于变电站监控系统数据库，如图4所示。

图4　输电线路故障发生条件定义

2.4状态评价

根据输电线路类型获得输电线路故障发生条件定义，当监测到满足线路故障发生条件时，根据线路ID获得输电线路故障分析数据来源列表，通过全景数据平台收集输电线路故障分析所需的数据，储存于变电站监控系统数据库。

根据输电线路ID获得输电线路故障分析数据来源配置，读取变电站监控系统数据库中的数据列表，根据数据可靠性及重要性对故障进行分析计算。

2.5预警

根据根据故障分析结果对故障处理给出建议，对于重要线路当两套线路主保护动作，且无母线差动、开关失灵等，保护动作跳闸线路间隔一、二次设备无影响正常运行的异常告警，跳闸线路开关切除故障次数未达到规定次数，建议直接强送；对于非重要线路或者跳闸线路间隔一次设备有影响正常运行的告警信息，跳闸线路间隔二次设备有影响正常运行的告警信息，建议现场处理故障。

2.6结果展示

在变电站监控系统通过仪表盘、光子牌、数值量等图形控件展示状态计算结果，同时可以显示计算条目的详细信息。对于设备状态变化，可以通过告警窗口进行提醒。

3　结论

本文提供的自适应电力系统输电线路故障在线分析方法通过输电线路故障发生条件定义和输电线路故障分析数据来源配置，跨系统的收集故障分析所需的在线和离线数据，为快速故障分析给出处理建议。通过在多个智能变电站的实施表明，可以综合反映设备状态，具有良好的易读性，能够及时反映输电线路状态变化，并给出预警，从而减轻变电站设备运行和维护的压力。

参考文献

[1] 李孟超，王允平，李献伟，等. 智能变电站及技术特点分析[J] .电力系统保护与控制,2011,39(5): 61-65.

[2] 陈维荣, 宋永华, 孙锦鑫. 电力系统设备状态监测的概念及现状[J] . 电网技术, 2000, 24(11): 12-17

[3] 传感器并联型局部放电监测与定位方法[J] . 电工技术学报, 2014, 29(2): 47-52.

[4] 国家电网公司. Q/GDW 383-2009 智能变电站技术导则[S] .北京: 国家电网公司, 2009

Research on remote monitoring method of transmission line in power system

Yin Kai,Ge Liqing,Jin Yanlei
(Nanjing NARI-RELAYS Electric Co. Ltd.,Jiangsu Province,Nanjing City,211102)

Abstract：At present,the operation mode of unattended operation of substation is widely used in our country.After the failure of the transmission line,the fault causes should be analyzed as soon as possible. Books provide an adaptive power system transmission line fault analysis method that can fast fault analysis and give suggestions.The technology has been applied in several smart substation,and achieved good results.

Keywords：remote monitoring;Smart Substation

作者简介

尹凯（1981－），男，硕士，高级工程师，从事厂站自动化的研究和开发工作。