变电站电气设备主接线故障在线诊断方法研究

李 凯,宋景博,张金凤,闫向阳,赵 冲

(国网河南省电力公司经济技术研究院,河南 郑州 450000)

0 引言

电力系统的安全、稳定运行取决于电力设备主接线的可靠度。变电站内的电力设备包括变压器、断路器、母线和隔离开关等[1]。随着电力容量的增大，电气装置结构日益复杂，元件的数量也相应增多。国际上，电气主接线可靠性研究始于20世纪70年代，主要研究断路器的3状态模式[2]。在20世纪90年代，比林顿推出了广域n+2状态马尔科夫模式[3]，并将其应用于发电站的可靠算法评价。后来，国内学者利用解析法诊断变电站主接线故障。解析法采用的具体方式较多，在实现过程中主要有状态空间法、故障后果评价法、故障树分析法和最小割集法[4]。目前，电气设备主接线故障的诊断在电力设备的可靠性监测中是十分重要的，许多研究方法尚处于起步阶段。因此，建立一套完善的电气设备主接线故障在线诊断方法已经成为当下迫切需要解决的问题。

1 电气主接线元件传统模型

1.1 断路器模型

电气设备的断路器是主要操作部分，结构复杂。其功能一般包括切除短路电流、倒闸操作等[5]。基于多种因素，断路器的可靠性模型通常包含7种状态。最常见的是正常运行状态N、计划修复状态M、强迫修复状态m、误动状态f。在上述状态之外，一般还包括接地或绝缘故障状态i、拒动状态St和故障后修复状态r。这些状态共同组成了断路器的7状态空间，如图1所示。

图1 断路器的7状态空间图

由于断路器所具有的故障模式比较多，根据不同位置和运行规则，线路侧断路器的修改计算如式(1)所示[6]。……