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快速定位输电线路故障点生成计划方法

2021/11/25 阅读:

摘要:随着电网规模不断扩大和结构日益复杂,其安全稳定运行的压力日益增大,对电网输电智能运维系统也提出了更高的要求。然而,作为主要辅助决策工具的输电智能运维系统并不能完全满足新环境对电网安全运行决策的要求,其应用范围和决策的智能化水平都有待提高。因此,对电网输电智能运维系统的研究具有十分重要的理论和实际意义。首先基于电网调度集控报警事件和保信系统故障信息的多数据源的情况,提出基于完整证据链和继电保护信息模型驱动的双数据源故障诊断新方法,对输电线路跳闸故障进行快速定位。同时综合线路跳闸时刻故障点周围的雷击数据、气象数据、监测终端数据、缺陷和隐患等数据,初步研判线路跳闸故障的原因,自动快速生成故障报告和推荐计划。通过电网运行的实际算例验证各算法的有效性。

关键词综合决策分析;故障诊断;故障快速定位;推荐计划;输电智能运维

随着电网规模的不断扩大和结构日益复杂,输电日常运维工作越发繁重,设备运行异常、事故跳闸情况也日益凸显。长期以来,电网公司高度重视输电线路运维技术的研究和应用,并形成了一套较为系统、完善的输电线路运维技术体系,包括防雷害、防外力破坏、防鸟害、防冰、防污闪、防风害、架空输电线路检修及抢修、带电作业等技术。运维技术的发展和应用保障了输电线路的正常运行,增强了电网的运维水平。在电网传统运检模式下,当电网发生线路故障跳闸时,由调度人员发送线路故障信息给运维班组,运维班组联系变电站获取继电保护信息数据和故障测距,然后再自己查找各系统比如雷电系统、气象系统、安监系统、视频图像系统、九防系统、工器具系统的数据。存在输电智能运维班组人员调取查找的多个系统数据,定位排查线路故障时间长,生成巡检计划慢效率低,影响运维班组人员排除故障等问题,因此亟需引入一种快速定位线路故障点,初步分析故障原因,生成推荐计划给输电运维人员,提供技术支撑的方法。因此,如何提供一种高效、可靠的输电智能运维管理系统,自动快速定位故障点,识别、分类现场缺陷和隐患,生成推荐巡检计划,提高运维人员工作效率及运维管理水平,是目前本领域技术人员亟需解决的问题之一。对此,本文在输电智能运维系统基础上提出基于实时同步安全生产一区的电力调度数据、安全生产二区的保信主站系统数据以及生产管理系统数据、输电在线监测数据,综合多源数据分析线路故障,通过程序化智能分析,迅速定位输电线路故障点并初步判断故障原因,生成推荐计划,提升输电线路故障排查效率。

1多源数据整合

1.1多源数据选择

基于快速定位线路故障点自动生成巡视推荐计划的输电智能运维管理系统监视分析输电线路故障流程,如图1所示。安全隔离装置将电力调度系统的实时数据和继电保护故障信息主站数据自动同步到安全生产三区;输电智能运维管理系统实时监视安全生产三区的电力调度数据和继电保护故障信息主站数据,当判断出发生线路跳闸故障时,发出线路跳闸故障告警信号,同时输电智能运维系统的跳闸管理模块读取保护故障信息中的保护故障测距,根据故障测距和杆塔塔距计算出故障点附近的杆塔编号,定位到巡检杆塔。跳闸管理模块利用输电智能运维系统获取的各专业数据信息,生成各专业分析的结果,确定巡检所需工器具自动生成推荐计划给运维班组,运维班组根据推荐计划制定巡视计划,对故障线路定位故障点进行巡检,排除故障。当输电线路发生故障跳闸时,电力调度系统收到开关故障跳闸信号,继电保护信息主站系统会第一时间收到继电保护装置的故障报告和故障测距等信息。该类数据实时性要求高,因此正常情况下,安全隔离装置会把电力调度系统和继电保护信息主站系统的数据实时同步至三区的输电智能运维系统商用数据库,输电智能运维系统的跳闸管理模块实时监控同步至本地数据库中的电力调度系统数据和继电保护信息主站系统的数据,甄别线路跳闸信号。由于造成线路故障跳闸原因有很多,比如雷击、线路舞动、树障隐患、外破等等。因此输电智能运维系统的跳闸管理模块为分析故障原因,需要输电智能运维系统同步模块把生产管理系统中的雷电子系统、环境监测子系统、PMS子系统、安监子系统等系统数据同步至输电智能运维系统数据库。

1.2数据同步处理

数据同步处理,如图2所示。电力调度系统部署在安全生产一区,继电保护信息系统部署在安全生产二区。安全隔离装置把电力调度实时告警信号数据和继电保护信息系统的继电保护故障信息数据,实时同步到安全生产三区的输电智能运维系统的商用库中。同时把生产管理系统的设备台账数据、雷电数据(线路附近的雷击)、气象数据(线路周边的气象信息)、缺陷、隐患数据(线路关联的缺陷、隐患)、监测终端数据(监测终端拍摄的视频图像)、重要区段信息数据(山火覆冰污秽等信息)、工器具系统的工器具信息等数据同步至输电智能运维系统。输电智能运维系统根据电力调度系统中的所属厂站名称、线路名称与生产管理系统的线路台账名称进行匹配,匹配成功后重新生成和生产管理系统线路厂站关联的调度实时数据商用库存储表EHV_EMS_ANALOG、EHV_EMS_BREAKER和继电保护故障信息存储表EHV_EMS_RELAY。

2综合分析多专业的重要数据

2.1计算故障点附近杆塔编号

输电智能运维系统的跳闸管理模块实时监视电力调度数据存储表和继电保护故障信息存储表的数据更新,当跳闸管理模块监测到发生线路跳闸故障时,发出线路跳闸故障告警信号。跳闸管理模块根据继电保护故障信息主站系统的故障测距,即故障点到线路故障信号发出厂站的距离,作为故障点到厂站的线路长度L。跳闸管理模块同时获取该故障线路的所有杆塔台账的塔距数据,并以线路故障信号发出厂站起始杆塔作为1#杆塔,依次为2#、3#…n#杆塔。1#杆塔至2#杆塔的塔距为L1,2#杆塔至3#杆塔的塔距为L2,依次n#杆塔至(n+1)#杆塔的塔距为Ln。计算故障点附件的两个杆塔,同时满足以下两个条件:L>L1+L2+…+Ln-1L<L1+L2+…+Ln!(1)则判断故障点在第(n-1)#杆塔和第n#杆塔之间。输电智能运维系统的跳闸管理模块页面集成GIS地图并显示所有杆塔线路分布。在分析出故障点附近杆塔后,定位显示故障点附近杆塔的视频图像终端拍摄的实时视频或图片,初步查看现场故障点附近的情况。

2.2分析故障原因并生成推荐计划

在2.1中跳闸管理模块分析出线路故障点附近杆塔后。跳闸管理模块自动查询获取与该线路故障点附近杆塔相关联,并且在故障发生时段的雷电数据,气象数据(该线路周边的气象信息),缺陷、隐患数据(与该线路故障点附件杆塔关联的缺陷,外破、树障等隐患),监测终端数据(监测终端拍摄的视频图像),重要区段数据(山火、覆冰、污秽等信息),工器具系统的工器具信息(巡视该故障线路所需工器具的状态是否可用及工器具所在位置信息等)。跳闸管理模块获取上述数据信息后,把这些数据分类以列表的形式展现在同一个页面上,并给出线路跳闸故障的初步判断比如:故障发生时故障点附近有雷击发生,附近杆塔缺陷、隐患数为零,山火、覆冰、污秽等正常,初步判断线路跳闸故障原因是雷电。输电智能运维系统根据各专业分析的结果,确定巡检所需工器具自动生成计划给运维班组,运维班组根据计划制定巡检计划,对故障线路定位故障点进行巡检,快速排除故障。

3结束语

随着电网规模不断扩大,电力线路巡检工作任务也随之增加,尤其是在发生线路故障跳闸后,需要快速定位线路故障点,迅速组织人员排除故障,保障电力网络的安全运行。要不断完善智能输电运维系统,使日常的电力线路运维工作更加高效,整个电力网络的安全性和可靠性更高。本文研究了输电智能运维系统快速定位输电线路故障点自动生成推荐计划的方法,大大缩短了输电线路发生跳闸故障时,定位故障点和查找故障原因的时间。促进了输电线路运维工作信息化和智能化,提高了输电运维工作的效率,保障了电网的安全。

作者:谷峰 解凯 李华 黄锴 单位:南京南瑞继保电气有限公司

快速定位输电线路故障点生成计划方法

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