1、电网故障诊断专题 内容提要内容提要 伴随电网自动化技术开展,电网故障诊断的研究历史回忆 现阶段电网故障诊断的目的和要求 1、电网故障诊断的、电网故障诊断的研究现状 1990-1996年:最早:利用SCADA系统中的开关刀闸状态，判断发生故障的区域。国内最早的实例是1990年华北电力大学在东北电管局研制的软件系统。当时SCADA系统只能提供开关信息，根本没有刀闸信息，保护信息更没有。案例:基于开关信息的故障诊断基于开关信息的故障诊断 根本思路是：根本思路是：(1).(1).用开关跳闸信号，通过搜索的方法确定故障区域；用开关跳闸信号，通过搜索的方法确定故障区域；(2).(2).经过诊断系统分析，假
2、设为简单故障，那么停止搜索，经过诊断系统分析，假设为简单故障，那么停止搜索，输出诊断结果。假设为复杂故障，解答不唯一，那么给出各种输出诊断结果。假设为复杂故障，解答不唯一，那么给出各种可能候选方案，例如有四种可能。可能候选方案，例如有四种可能。(3).(3).先选出一种候选方案，用产生式规那么进行反向推理。先选出一种候选方案，用产生式规那么进行反向推理。假设此候选方案成立，那么应该有哪些保护动作，并输出结果。假设此候选方案成立，那么应该有哪些保护动作，并输出结果。(4).(4).由调度员用由调度员用 向厂、站值班员询问。看向厂、站值班员询问。看3 3项假设的项假设的证据是否成立。假设成立那么诊
3、断结束，输出结果，假设不成证据是否成立。假设成立那么诊断结束，输出结果，假设不成立，那么转第二候选方案，如此循环，直至结束。立，那么转第二候选方案，如此循环，直至结束。未得到实际应用的原因未得到实际应用的原因.简单故障简单故障,利用开关很容易得到利用开关很容易得到，不需要故障诊断专家系，不需要故障诊断专家系统。统。.复杂故障复杂故障,只能给出故障区域只能给出故障区域,软件提问，得到动作保护的软件提问，得到动作保护的情况，再给出结果。情况，再给出结果。19921992-1998:1998:利用开关信息量化各种可能故障情况的概率，然后按利用开关信息量化各种可能故障情况的概率，然后按概率上下排序。对
4、实际工作帮助不大概率上下排序。对实际工作帮助不大 结论结论:要想使诊断结果定位到设备上，必须有保护等二次信息。要想使诊断结果定位到设备上，必须有保护等二次信息。要有一个完备的故障信息系统，充足有效的信息系统是正确要有一个完备的故障信息系统，充足有效的信息系统是正确诊断的前提诊断的前提 19951995至至2000:2000:电网自动化技术开展，可获得更多的一、二次信息电网自动化技术开展，可获得更多的一、二次信息 (1 1).变电所大力推行无人值班化变电所大力推行无人值班化，站内的监控系统能够采集站内的监控系统能够采集刀闸刀闸、设备异常和保护报警信息设备异常和保护报警信息。(2 2).大力推广微
5、机保护大力推广微机保护，微机保护能很方便地输出各种保护微机保护能很方便地输出各种保护信息信息。(3 3).大力推广微机故障录波技术大力推广微机故障录波技术，信息交互很容易信息交互很容易。(4 4).高速互联网络的开展和广泛使用高速互联网络的开展和广泛使用，具备实现故障信息实具备实现故障信息实时交互的物理通道时交互的物理通道。19981998年提出的理论设想年提出的理论设想:设想是在现有远动的根底上设想是在现有远动的根底上，再建一套交互式调度信息互联再建一套交互式调度信息互联网络系统网络系统，电力系统故障时远动局部仍发挥原有功能电力系统故障时远动局部仍发挥原有功能，互联网互联网络局部负责传送保护
6、动作络局部负责传送保护动作、故障录波和厂站监控计算机等提供故障录波和厂站监控计算机等提供的故障信息的故障信息，经去伪存真经去伪存真、去粗取精处理去粗取精处理，向故障诊断系统提向故障诊断系统提供必要且充分的信息供必要且充分的信息。智能诊断系统应是分层智能诊断系统应是分层、分布和交互式结构分布和交互式结构。分层有两个含义：信息分层分层有两个含义：信息分层、结构分层结构分层。信息分层指先用开关动作信息信息分层指先用开关动作信息，不满足时再调用继电保护信不满足时再调用继电保护信息息，还不满足时再调用电气量波形信息还不满足时再调用电气量波形信息。结构分层指诊断分两层进行结构分层指诊断分两层进行，调度中心
7、是上层智能体调度中心是上层智能体，厂站厂站端计算机是下层智能体端计算机是下层智能体。下层智能体显然是分布式系统下层智能体显然是分布式系统。采取采取并行诊断算法并行诊断算法，是以上层智能体为核心是以上层智能体为核心，下层智能体配合下层智能体配合，进进行并行行并行、交互的诊断过程交互的诊断过程。事故发生后事故发生后，信息变化的顺序为：电气量信息变化的顺序为：电气量、保护起动保护起动、开关动作开关动作，但获得信息的难易程度从易到难的顺序为：开关但获得信息的难易程度从易到难的顺序为：开关、保护保护、电气量波形电气量波形。因此故障信息要分层获取因此故障信息要分层获取，第一层是开关第一层是开关变位变位，第
8、二层是保护动作第二层是保护动作，第三层是电气量波形第三层是电气量波形。调度端的上层智能体按照分层获取的信息进行分层判断调度端的上层智能体按照分层获取的信息进行分层判断，故障诊断分为以下几个层次：故障诊断分为以下几个层次：先由开关报警信息初步判断故障元件先由开关报警信息初步判断故障元件，对于简单故障可对于简单故障可立即判断出发生故障的电力设备立即判断出发生故障的电力设备。对于复杂故障先通过跳闸开关搜索停电区域对于复杂故障先通过跳闸开关搜索停电区域，确定候选确定候选故障元件故障元件，再由计算机自动的再由计算机自动的、有目的地去查询相关的下层智有目的地去查询相关的下层智能体中根据保护动作所诊断出的结
9、果能体中根据保护动作所诊断出的结果，对各下层智能体的结果对各下层智能体的结果取交集取交集，确定故障区确定故障区。假设此时还不能定位故障元件假设此时还不能定位故障元件，查询相关的下层智能体查询相关的下层智能体中根据故障录波器的信息诊断出的结果中根据故障录波器的信息诊断出的结果，再进行分析再进行分析。20002000至今至今:继电保护和故障录波信息系统的现状继电保护和故障录波信息系统的现状 国内从国内从19941994年已经开始故障录波器的联网试点年已经开始故障录波器的联网试点，目前联网的信目前联网的信息源包括录波器息源包括录波器、保护和自动装置保护和自动装置、其它开关量信号其它开关量信号。目前的
10、继电保护和故障录波管理系统目前的继电保护和故障录波管理系统 故障故障SCADASCADA 保护专业高层应用保护专业高层应用 调度：调度：运行运行，方式方式，保护保护，通信通信四个部门四个部门 故障故障SCADASCADA 数据采集数据采集 数据管理数据管理 目的是建立调度运行的高层应用目的是建立调度运行的高层应用，在故障数据的处理在故障数据的处理或高层或高层应用的功能设计应用的功能设计上应表达调度员的需求上应表达调度员的需求。综合应用正常综合应用正常、异常和故障信息的在线高层应用异常和故障信息的在线高层应用 经验:(1)SCADA中的保护信息不适合计算机自动分析 SCADA系统的应用对象是为人
11、工监视电网正常状态效劳的，只提供最重要、最精炼的信息，便于人工处理，事件的详细内容由下级变电值班员检查。比方，“XX线路保护动作。(2)继电保护和故障录波信息系统覆盖范围有限,接入困难 优点：收集完整性和精确性的故障信息。缺点：覆盖的厂站范围小；还处于采集信息、数据管理层次，作为保护专业进行保护信息管理和事故后的故障分析。电网故障诊断的实用化情况如何 2003-2022年 兰州地调 2022-2022年 鄂尔多斯地调 2022-2022年 定西地调 目前可用的信息源：目前可用的信息源：远动远动SCADA+SCADA+厂站监控系统厂站监控系统 覆盖面广，机器识别困难覆盖面广，机器识别困难 继电保
12、护和故障录波信息系统继电保护和故障录波信息系统 覆盖面窄，故障信息全面覆盖面窄，故障信息全面 WAMSWAMS 比较少应用，多用于动态稳定分析比较少应用，多用于动态稳定分析 数据多数据多,如何有效使用如何有效使用,建立合理的诊断机制建立合理的诊断机制,给出令人信服的给出令人信服的结论结论,是需要研究的内容是需要研究的内容.2 2、现阶段电网故障诊断的目的和要求、现阶段电网故障诊断的目的和要求 目的：1较精确诊断电网中发生故障的设备及故障性质；2分析开关动作的原因，并评价开关动作是否正确；3分析保护动作的原因，并评价保护动作是否正确。4分析异常报警信息及其原因。5故障全过程的描述 6故障后果评估 根本要求：1故障诊断方法能适应多个数据源的故障信息，得到较为准确的诊断结论。2故障诊断结果有一定解释功能，符合调度人员的思维习惯。3系统维护工作量少,对维护人员的专业性要求低。4具有一定的容错能力。作业：以该电网为测试例题，编写程序实现根据开关作业：以该电网为测试例题，编写程序实现根据开关跳闸信息搜索可疑故障设备的功能。跳闸信息搜索可疑故障设备的功能。