继电保护系统隐性故障在线监视与诊断技术

摘要

随着电力系统规模的不断扩大，对其安全、可靠和稳定运行的要求也相应提高，但是，由于受系统自身因素以及外部扰动等的影响，继电保护系统作为保障电网安全的第一道防线所带来的问题也越来越突出，对电网稳定运行和社会发展都造成了严重影响。据调查显示，继电保护系统隐性故障成为引起保护不正确动作以及推动连锁事故发生的一个重要原因。因此，对隐性故障的特征挖掘、辨识以及预警与预防技术的研究成为一个重大而迫切的课题，这对于保障电力系统的安全可靠运行有着极为重要的意义。
　　本文通过搜阅大量的相关文献资料，首先对隐性故障的基本概念、产生原因和故障表现形式等进行了简要介绍，在此基础上总结了隐性故障现有的研究方法，探究了隐性故障的常用概率模型、脆弱性区域与脆弱性指数、风险评估以及监测与控制方法。通过深入挖掘隐性故障的产生原因，并结合国内外发生的多起大停电事故，对隐性故障的类型进行了系统的划分，并对继电保护硬件设备和元件隐性故障进行了特征挖掘与辨识。其中，主要就断路器操作机构和直流操作回路存在的问题进行了具体分析，并提出了相应的在线监视与故障诊断方法。
　　通过对高压断路器二次回路及操作机构工作特性进行分析，指出其分合闸线圈电流信号中蕴含的大量断路器机械状态信息，并提出一种分合闸线圈电流与最小二乘支持向量机算法结合的断路器隐性故障在线诊断方法，该方法可以准确地识别断路器二次回路及操作机构多种隐性故障类型，为断路器隐性故障定位和状态检修提供了依据。
　　通过分析直流操作回路的工作原理和特点，并结合引起继电保护隐性故障的主要问题，提出了一种直流操作回路在线监视与预警方法。该方法通过在线监测直流操作回路流过的电流，实现跳、合闸回路完整性的同时监视；利用时间继电器在线监视跳、合闸回路的工作状况，实现跳、合闸回路元件的保护。最后，利用线路保护操作箱和断路器装置，对所提出的监视与预警方法进行了实验验证。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第一章 绪论

1.1 课题研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究工作

第二章 继电保护隐性故障介绍

2.1 隐性故障基本概念

2.2 隐性故障的产生原因

2.3 隐性故障分类

2.4 隐性故障研究方法

2.5 本章小节

第三章 断路器二次回路及操作机构隐性故障在线诊断

3.1常见典型故障类型

3.2 隐性故障特征向量的提取

3.3 高压断路器隐性故障在线诊断的实现

3.4 实例分析

3.5 本章小节

第四章 直流操作回路在线监视与预警方法研究

4.1 直流操作回路隐性故障挖掘与辨识

4.2 直流操作回路在线监视与预警原理

4.3 监视装置相关参数整定与选择

4.4 实例分析

4.5 本章小节

第五章 总结和展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢