CN113391156B - 一种电力系统故障再现方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电力系统故障再现方法，与现有技术相比，本发明能够一次性对发电厂/变电站安装的所有保护及安全自动装置进行故障重现，能够更快速的找出故障原因，节省人力和时间，效率高、成本低；可检测不同保护及自动装置之间的配合关系，也能发现系统中可能存在的多方面问题，系统性、全面性好；操作简单，对人员技术技能水平要求低，具有更好的可操作性，具有推广应用的价值。

Description

一种电力系统故障再现方法
技术领域
本发明涉及电力故障检测技术领域，尤其涉及一种电力系统故障再现方法。
背景技术
近些年，国内外电力系统发生了多起大停电事故，如2003年的8.14美加大停电事故、2021年美国德州大停电事故等。这些事故的发生都不是单一原因造成的，其原因大致有以下几种：电力系统结构设计不合理、保护及安全自动装置原理存在缺陷、保护定值不合理、保护二次回路存在缺陷、设备维护不到位等。
对于电力系统发生的故障或异常，特别是一些影响较大或存在保护装置动作不正确的事故，需要深入查找故障发生的原因，对故障发展过程进行再现，将事故进行全景化推演，为事故分析提供技术支持，在这个过程中也可以培养现场技术人员，有效提升继电保护专业人员事故分析水平。
目前，电力系统故障再现通常采用将Comtrade格式的故障波形导入RTDS实时数字仿真系统，再将RTDS与继电保护测试仪连接，将各模拟量分别输入保护及安全自动装置进行模拟再现，存在如下缺点：(1)一次只能进行单台保护装置的故障再现，耗时耗力，效率低；(2)不能把发电厂/变电站所有保护装置都同时进行故障再现，对于存在多个故障点或缺陷的情况无法验证，也不能验证不同保护及安全自动装置之间的动作配合关系，整体系统性不足。
发明内容
本发明的目的是要提供一种电力系统故障再现方法。
为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
本发明包括以下步骤：
S1：收集发电厂/变电站电气参数，在电磁暂态仿真系统中建立发电厂/变电站模型；
S2：收集故障发生后所有保护及安全自动装置动作情况、运行状态、空气开关及切换开关投退情况、保护连片投切情况、监控系统事件表和报警表信息，记录断路器位置；
S3：收集整理发电厂/变电站故障时刻附近各保护及安全自动装置、故障录波装置录波波形；
S4：根据故障期间监控系统及故障录波信号，分析故障发生前设备运行状态、所带负荷情况、断路器位置信息；
S5：对录波波形进行分析，以故障录波装置导出的波形为主进行相关模拟量通道的清理和准确命名并检查，删除各备用通道；
S6：利用故障录波离线分析软件对各故障波形进行合并；将合并后的故障波形导出格式文件后将格式文件导入电磁暂态仿真系统，并配置各通道；
S7：在电磁暂态仿真系统中进行故障波形的开环仿真，并在系统内录取故障波形，比较两个故障波形是否一致；如果不一致，分析原因并修改后，返回上一步；如果一致则进行下一步；
S8：在各保护及自动装置电压、电流端子排处拆开并隔离保护相关电压、电流回路；
S9：连接功率放大器与各保护及自动装置的相关电压、电流回路并检查；
S10：将各保护及自动装置空气开关、连片、切换开关等恢复至与故障前相同状态并检查；
S11：将各断路器分合位置、空气开关、切换开关位置等恢复至与故障前相同状态并检查；
S12：利用电磁暂态仿真系统模拟故障发生前发电厂/变电站运行状态，并检查各保护及安全自动装置是否运行正常，有无异常报警；如果运行异常，分析原因并处理后，返回上一步；如没有则进行下一步；
S13：在电磁暂态仿真系统中进行故障波形的再现；
S14：记录各保护装置动作情况，分析保护及自动装置动作是否正确；如果不正确，分析原因，并进行修改后，再返回步骤S13进行相同故障模拟；如果正确，结束本次模拟；
S15：恢复现场接线并检查。
进一步，所述步骤S6中对各故障波形进行合并时需满足以下条件：
a、检查各故障波形0时刻选取是否正确，如不正确，需根据故障特征量开始出现时刻重新设定0时刻；
b、合并后的通道命名必须准确，以确保后期功率放大器与保护及自动装置模拟量通道的对应；
c、合并后需仔细检查各通道模拟量是否存在失真、幅值成比例变化情况。
进一步，所述步骤S6中格式文件为Comtrade格式文件。
本发明的有益效果是：
本发明是一种电力系统故障再现方法，与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
(1)能够一次性对发电厂/变电站安装的所有保护及安全自动装置进行故障重现，能够更快速的找出故障原因，节省人力和时间，效率高、成本低；
(2)可检测不同保护及自动装置之间的配合关系，也能发现系统中可能存在的多方面问题，系统性、全面性好；
(3)操作简单，对人员技术技能水平要求低，具有更好的可操作性。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1所示：本发明包括以下步骤：
S1：收集发电厂/变电站电气参数，在电磁暂态仿真系统中建立发电厂/变电站模型；
S2：收集故障发生后所有保护及安全自动装置动作情况、运行状态、空气开关及切换开关投退情况、保护连片投切情况、监控系统事件表和报警表信息，记录断路器位置；
S3：收集整理发电厂/变电站故障时刻附近各保护及安全自动装置、故障录波装置录波波形；
S4：根据故障期间监控系统及故障录波信号，分析故障发生前设备运行状态、所带负荷情况、断路器位置信息；
S5：对录波波形进行分析，以故障录波装置导出的波形为主进行相关模拟量通道的清理和准确命名并检查，删除各备用通道；
S6：利用故障录波离线分析软件对各故障波形进行合并(合并时需满足a、检查各故障波形0时刻选取是否正确，如不正确，需根据故障特征量开始出现时刻重新设定0时刻；b、合并后的通道命名必须准确，以确保后期功率放大器与保护及自动装置模拟量通道的对应；c、合并后需仔细检查各通道模拟量是否存在失真、幅值成比例变化情况。)；将合并后的故障波形导出Comtrade格式文件后将Comtrade格式文件导入电磁暂态仿真系统，并配置各通道；
S7：在电磁暂态仿真系统中进行故障波形的开环仿真，并在系统内录取故障波形，比较两个故障波形是否一致；如果不一致，分析原因并修改后，返回上一步；如果一致则进行下一步；
S8：在各保护及自动装置电压、电流端子排处拆开并隔离保护相关电压、电流回路；
S9：连接功率放大器与各保护及自动装置的相关电压、电流回路并检查；
S10：将各保护及自动装置空气开关、连片、切换开关等恢复至与故障前相同状态并检查；
S11：将各断路器分合位置、空气开关、切换开关位置等恢复至与故障前相同状态并检查；
S12：利用电磁暂态仿真系统模拟故障发生前发电厂/变电站运行状态，并检查各保护及安全自动装置是否运行正常，有无异常报警；如果运行异常，分析原因并处理后，返回上一步；如没有则进行下一步；
S13：在电磁暂态仿真系统中进行故障波形的再现；
S14：记录各保护装置动作情况，分析保护及自动装置动作是否正确；如果不正确，分析原因，并进行修改后，再返回步骤S13进行相同故障模拟；如果正确，结束本次模拟；
S15：恢复现场接线并检查。
本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种电力系统故障再现方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：收集发电厂/变电站电气参数，在电磁暂态仿真系统中建立发电厂/变电站模型；
S2：收集故障发生后所有保护及安全自动装置动作情况、运行状态、空气开关及切换开关投退情况、保护连片投切情况、监控系统事件表和报警表信息，记录断路器位置；
S3：收集整理发电厂/变电站故障时刻附近各保护及安全自动装置、故障录波装置录波波形；
S4：根据故障期间监控系统及故障录波信号，分析故障发生前设备运行状态、所带负荷情况、断路器位置信息；
S5：对录波波形进行分析，以故障录波装置导出的波形为主进行相关模拟量通道的清理和准确命名并检查，删除各备用通道；
S6：利用故障录波离线分析软件对各故障波形进行合并；将合并后的故障波形导出格式文件后将格式文件导入电磁暂态仿真系统，并配置各通道；
S7：在电磁暂态仿真系统中进行故障波形的开环仿真，并在系统内录取故障波形，比较两个故障波形是否一致；如果不一致，分析原因并修改后，返回上一步；如果一致则进行下一步；
S8：在各保护及自动装置电压、电流端子排处拆开并隔离保护相关电压、电流回路；
S9：连接功率放大器与各保护及自动装置的相关电压、电流回路并检查；
S10：将各保护及自动装置空气开关、连片、切换开关恢复至与故障前相同状态并检查；
S11：将各断路器分合位置、空气开关、切换开关位置恢复至与故障前相同状态并检查；
S12：利用电磁暂态仿真系统模拟故障发生前发电厂/变电站运行状态，并检查各保护及安全自动装置是否运行正常，有无异常报警；如果运行异常，分析原因并处理后，返回上一步；如没有则进行下一步；
S13：在电磁暂态仿真系统中进行故障波形的再现；
S14：记录各保护装置动作情况，分析保护及自动装置动作是否正确；如果不正确，分析原因，并进行修改后，再返回步骤S13进行相同故障模拟；如果正确，结束本次模拟；
S15：恢复现场接线并检查。
2.根据权利要求1所述的电力系统故障再现方法，其特征在于：所述步骤S6中对各故障波形进行合并时需满足以下条件：
a、检查各故障波形0时刻选取是否正确，如不正确，需根据故障特征量开始出现时刻重新设定0时刻；
b、合并后的通道命名必须准确，以确保后期功率放大器与保护及自动装置模拟量通道的对应；
c、合并后需仔细检查各通道模拟量是否存在失真、幅值成比例变化情况。
3.根据权利要求1所述的电力系统故障再现方法，其特征在于：所述步骤S6中格式文件为Comtrade格式文件。
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