220kV变电站数字化改造工程

220kV变电站数字化改造后体系结构分为站控层、间隔层、过程层,改造过程中应用的新技术主要包括电子式互感器、IEC61850、智能操作箱和全站面向通用对象的变电站事件(generic object oriented substation events,GOOSE)网络。从改造工程的技术特点、改造中存在的问题、变电站数字化设备故障处理措施及测试、电子式电流互感器和电能表的测试等几个方面对220kV变电站数字化改造工程进行了介绍。指出数字化变电站技术的应用仍处在工程实践阶段,一次设备的智能化和二次设备的网络化还有待进一步完善;IEC61850未考虑网络安全性,其开放性给变电站网络安全带来隐患;应制定电子式互感器的试验标准。     

基于BP神经网络和遗传算法的GIS分合闸故障分类方法

针对传统GIS设备定期定点检修时设备拆卸复杂、故障定位难等缺点,提出了一种利用GIS分合闸过程中产生的驱动电流特征值搭建BP神经网络,并引入遗传算法对神经网络的权值和神经元的阈值进行初始化,以实现GIS分合闸故障自动分类的方法。试验结果表明,进行样本学习后的BP神经网络,在进行故障判别时具备明显的方向性,能够较好地表明线圈电流信号的特征值和分合闸故障之间的非线性关系,具有较高的预测精度和较好的分类准度。     

大型变电站监控系统抗干扰方法研究

目前大型变电站监控系统使用的抗干扰方法对于外界电磁干扰的防御能力较弱,监控系统在进行故障定位的过程中会出现较大偏差,因此设计一种针对大型变电站监控系统的抗干扰方法。分析大型变电站监控系统电磁干扰特征,得到分闸和合闸开关操作在二次回路中的暂态电压的幅值与重复率和动触头运动时间的关系曲线,设计抗干扰过程中需要的硬件设备,对供电电源抗干扰滤波器进行改造并设计运行方式。抗干扰方法性能实验结果表明,在设计的方法下,故障定位平均误差能降低到306,验证了该方法的有效性。     

基于信息综合判断的智能变电站网络通信故障定位技术研究

介绍了基于信息综合判断的智能变电站网络通信故障定位技术。它是以IEC61850标准中的变电站自动化拓扑结构、功能层和逻辑接口、ACSI模型的基本模型规范和信息交互模型规范、公用数据属性类型中的品质要求为基础,结合VLAN、Subnet等网络技术的应用情况,对智能变电站站控层、过程层网络状态、链路结构、网络接口位置及接口信息等进行系统组态、流程化管理,以实现对站控层、过程层设备网络信息的实时、准确管理,达到对智能变电站通信故障准确定位快速查找的目的。介绍的故障定位技术,在110 kV智能变电站进行了测试应用,测试结果表明达到了故障定位快速查找和有效评估网络故障可能带来的安全风险的目的。     

一种考虑变电站内部的电力系统可靠性分析

将变电站视为等值节点的传统可靠性分析方法忽略了变电站内部结构对系统的影响。将系统划分成设备层、变电站层、主网层,利用蒙特卡洛方法进行分层抽样;通过马尔科夫状态空间方程和隐性故障模型计算站内设备和保护功能组状态概率,并对其进行抽样;采用基于邻接矩阵的最小割集算法求得变电站预想事故集,并与抽样结果进行对比,生成变电站停运线路集,将其合并到电网抽样结果中,计算系统可靠性指标。通过修改的RTS测试系统对终端变供电网络进行仿真校验。结果表明,所提方法实现了继电保护失效影响下变电站内部结构和设备停运对系统可靠性影响的定量分析。     

基于VR技术的虚拟机变电站维护系统设计研究

虚拟机变电站的研究在众多领域中都起到重要作用,为了解决虚拟机变电站维护效率低的问题,设计了基于虚拟现实（VR）技术的虚拟机变电站维护系统。采用VR技术,建立虚拟机变电站三维运行场景,并贴图处理该场景,数字化表示变电站运行系统。针对虚拟机变电站运行系统容易发生的电力故障和信号处理问题,设计虚拟机变电站维护系统的功能模块,并利用受训人员的模拟操作,改变虚拟机变电站的网络结构并进行计算,将计算结果发送给虚拟机的保护装置,实现虚拟机变电站维护系统的设计。实验结果表明,基于VR技术的虚拟机变电站维护系统有效性高,具有较高的维护效率。     

变电站二次系统数字化及三维接口设计应用研究

为提高变电站二次系统设计的工作效率,实现设计过程的智能化、系统化、标准化,通过研究智能变电站二次系统设计数字化设计体系,形成能够满足智能变电站设计、施工、调试、运行各阶段要求的二次系统数字化设计文件。针对传统变电站二次系统设计范围,利用二次系统设计软件进行原理图的绘制,实现端子排图、电缆清册的自动生成。在实现传统变电站数字化设计基础上,利用电力设计软件实现智能变电站光缆虚端子的链接和自动生成。最后,在变电站设计数字化的基础上,建立变电站一次设备与二次设备之间、电缆清册与电缆敷设之间、光缆/虚拟端子与设备之间的二维到三维的可视化接口,实现面向对象的图模一体化变电站设计。     

新一代智能保护设备测试方法研究

本文针对变电站新一代智能保护设备集成化、就地化、站域化的设计和建设特点,同时总结现阶段智能变电站和传统变电站保护设备的运行和测试经验,在保护装置的动模试验、单体功能测试、SV采样数据异常测试上提出了新的检测技术和测试手段。针对新一代智能变电站设计和建设的特点,本文给出了一个典型动模试验一次接线图,在传统动模试验功能测试的基础上,增加了合并单元失步再同步对保护装置影响的测试和过程层网络压力测试。本文重点研究了SV采样数据异常对保护装置影响的检测技术,对目前处于试运行阶段的变电站新一代智能保护设备给出了详细的检测结果,总结了可能的SV采样数据异常情况,并针对各种异常情况给出了不同的测试手段和方法。     

基于变电站试验现场移动式智慧实验室系统研究

当前应用在变电场现场的实验室系统无法快速地对故障设备作出反应,也无法获取变电站总负荷以及线路功率损耗,导致对电力运行状态的测试不够精准。为此,设计了变电站试验现场移动式智慧实验室系统。对于系统硬件,提出集成式变电站可移动系统框架,设计实验室进出线路主电路,以阻抗匹配方式模拟电流数据。在软件部分设定变电站移动式实验室电压与电流,识别异步传输数据源接口信息信号,定位特高频电力设备划分试验现场,完成变电站试验现场移动式实验室系统设计。测试结果表明：以220 kV变电站运行情况为测试样本,模拟电力设备电路的故障,此次设计的实验室系统能够真实反映设备运行情况,并在局部放电幅值监测过程中,可以在发生异常信号的瞬间进行定位,符合国家运行标准。     

智能变电站故障检修系统运维技术研究

传统智能变电站故障检修系统运维技术只对变电站设备进行单次维修,检修周期不同步,导致运维效果差,为此采用继电保护运维技术对智能变电站故障检修系统进行深度维护。分析变电站体系结构,对易发生故障设备进行多次检查与维护。利用继电保护运维技术分析维护电子式互感器结构,使用IEC61850—9协议接口合并各个设备单元,并对设备一次维护工作、运维项目、检修措施进行分析;在二次设备维护检修时,设计TCP报文格式,结合一次设备运维中的合并单元,对合并器进行二次设备检修,设计了二次设备维护工作、运维项目、检修措施,通过对设备进行两次维护,提升检修系统运维效果。由实验结果可知,继电保护运维技术的月平均告警事件数量低于1个,运维周期始终在6 min以下,运维效果好,为变电站设备故障检修奠定了基础。     

电网一次设备状态检修风险评估方法改进

电网一次设备风险评估结论是状态检修辅助决策中的一个重要依据。传统风险评估方法对电气元件在电网中的位置重要性(系统枢纽变电站、地区重要变电站和一般变电站)进行粗略分类定级,没有基于电网潮流的定量计算分析,也未考虑元件检修对电网造成的损失影响,对电力系统元件检修决策难以定量指导。在弥补传统风险评估方法不足的基础上,提出了基于电网安全分析的电网一次设备风险定量评估方法,该方法主要对元件故障后电网稳定情况、减供负荷值等指标进行分析,根据各指标值对电网不同运行方式下一次设备故障的风险损失进行计算,风险损失以货币形式给出。该方法根据设备运行与检修存在风险的比值结果,指导设备状态检修工作。通过实例计算,结果表明改进算法能够更准确地反映设备在电网中的运行状态,弥补了传统评估方法的不足。     

支撑变电站高效运维IEC61850合智一体装置研究

以110 kV智能变电站二次数据源头合智一体装置为研究对象,研究基于新型合智一体装置的变电站二次系统高效运维方法。通过手动或自动触发装置的测试功能,以IEC61850-9规约模拟一次设备正常运行和故障状态、正常和异常数据品质,并能多间隔同步启动测试。设计了基于IEC61850-8的测试跳闸指令记录和跳闸结果反馈功能,并通过IEC61850-7和-8规约给出回路状态评估结果。经过设计与测试验证,合智一体装置可以代替数字式继电保护测试仪和网络测试仪,完成变电站运行或检修后的一系列测试任务,并且整个运维过程不改变电站原有回路,自动完成保护功能和通信回路的检验,降低了智能变电站继电保护运维难度,提高了变电站运维效率。     

基于物联网通信的变电站分布式自检驱鸟系统设计

针对变电站内部鸟类活动带来的线路及设备故障问题,基于物联网通信的LoRa技术和YOLO的图像检测处理方法,提出一种变电站分布式自检驱鸟系统的设计方案.主要分为检测设备,节点通信感知设备,声波驱赶装置组成的硬件设计,以及LoRa远距离通信和图像信息检测处理组成的软件设计,建立了变电站全区域的整体防护架构.以实地环境对提出的分布式自检驱鸟系统进行测试.试验证明,提出的驱鸟系统比传统驱鸟方式具有更加广泛的应用范围和更好的检测率与检测速度.     

变电站地电位升测试系统的研发及其应用

为研究变电站接地短路或雷击故障造成的地电位升高及对二次设备造成的电磁骚扰,需要对变电站瞬态地电位升和二次设备电缆端口骚扰电压进行测量。根据变电站的测量环境与需求,设计和开发了一套具有高分压比、宽频带,适用于变电站现场复杂电磁环境的变电站地电位升测试系统。测试系统的硬件包括电磁屏蔽箱、独立电源模块、信号采集系统和光纤通信模块。基于Labview开发了测试系统和上位机的数据交互软件,实现了骚扰电压的自动测量和存储。经过专业机构性能检测表明,测试系统的电磁兼容性和测量功能均满足变电站现场使用要求,并在某220 k V变电站现场试验中获得了浪涌电压作用下接地网地电位升和电缆端口骚扰电压波形,证明了测试系统的有效性。     

基于状态监测的智能变电站二次设备状态检修

电网二次设备是变电站的守卫者,对其进行状态监测是实时了解二次设备运行状态的重要手段,也是保证变电站安全稳定运行的重要保证。本文梳理了智能变电站中二次设备状态信息内容及来源,重点对二次设备实时运行状态信息进行分析,并讨论其获取方式,在此基础上,建立了二次设备状态诊断知识库,对二次设备进行故障原因分析和故障定位,为状态检修决策提供技术支持,最后通过工程实例,介绍本文研究内容的应用情况,该工程中建立了状态监测系统,实现了主站对二次设备实时监测,为二次设备状态检修提供了技术支撑。     

1 000 kV特高压泉城站一次设备接头处理方法

变电站一次设备接头对设备安全稳定运行至关重要,一旦出现接头过热故障,需要设备停电处理,影响供电的可靠性。根据特高压变电站验收过程中的经验,介绍一种接头发热处理的方法,该方法涉及施工工艺、人员培训、追责管理3大方面,实现对工程管理的全过程管控。最后,通过红外测温技术对该方法进行验证,结果表明该方法具有良好的可行性与投运效果。     

基于多分类相关向量机的MMC多相故障诊断关键技术

模块化多电平转换器拓扑结构复杂,当不同相子模块发生故障时,传统诊断方法只检测单个子模块故障,无法识别多相子模块故障。提出了一种多分类相关向量机算法用于模块化多电平换流器的多相故障诊断,对三相电压的时频数据进行傅立叶变换,以获取三相电压的频域数据,使用频域中的典型低次谐波分量作为故障特征量,采用多分类相关向量机算法进行故障分类。通过与传统故障诊断方法的仿真比较,验证了该方法的有效性和准确性。仿真结果表明,该方法在训练精度和测试精度上均优于传统的故障诊断方法,训练精度达到99.2%,测试精度达到99.4%,具有一定的应用价值。     

基于大数据的智能变电站二次状态监测系统研究

在传统变电站往智能变电站这一过渡过程中,随着变电站网络结构改变所带来的监测难点体现在难以在智能变电站二次系统状态监测的庞大数据库中,进行有效信息的高效提取以及对应故障定位与溯源。在此背景下,首先探讨学习变电站网络架构的改变;其次在智能变电站二次状态监测系统的基础上分析了其监测概念以及监测信号;最后为了解决当前智能变电站海量数据的处理问题,分析总结基于Hadoop数据处理平台的优势以及大数据在智能变电站中的应用发展。     

X射线影像识别技术在GIS缺陷诊断中的作用

变电站地基下沉容易导致GIS内部导体结构发生变化,GIS设备导体的倾斜会引发设备故障。为了检测GIS设备导体的倾斜状态,针对某220 kV变电站出现的地基下沉问题,文中首先采用局部放电方法检测GIS设备内部结构是否存在故障问题,然后采用X射线数字成像技术对GIS设备导体进行X射线检测,利用GIS典型缺陷图像自动识别技术对得到的影像进行分类识别,从而确定了不同区域导体的倾斜状态,同时检测结果可以为变电站下一步的地基处理提供准确的理论依据。     

浅谈变电站 IED 数据在继电保护中的应用

分析了智能变电站的IED装置特性,包括其通用的针对对象的建模方法和流程。概括总结出IED数据的应用情况、应用方法和应用过程并对其数据的应用情况进行了分类,包含利用IED中的算法和数据进行故障区域判别与故障定位、变电站事故自动分析。分析了特定IED装置的数据传递过程。最后,提出了以广域继电保护思想为基础,建立IED数据在线自适应调整和自动有效分析的数据处理方案,并对其发展做出了展望。