网络流异常范文

2024-05-07

网络流异常范文（精选6篇）

网络流异常第1篇

网络安全的目标是保护有可能被侵犯或破坏的机密信息不受外来非法操作者的控制。但是由于互联网旧有协议存在着“先天”的漏洞,在设计时其思想是开放并且友好的,仅支持有限的加密能力。在互联网高速发展的今天,各种网络应用对协议安全性提出了更高的要求。原有的协议设计不但不能满足日益增长的安全需求,而且协议本身甚至都有安全隐患及漏洞。这给一些不法分子提供了可乘之机,也对广大用户的信息安全造成了威胁。

在对网络安全的维护中,先是防火墙,然后入侵检测系统逐步走入我们视野中。防火墙,故名思义,防止发生外来的,不可预测的、潜在破坏性侵入。它一般放置在网关的位置,就是内网与外网的连接处。它是设置好规则,静态的守株待兔式的网络攻击防御软硬件设备。而入侵检测系统则是一种积极主动的安全防护技术,它对网络传输进行即时监视和分析,在发现可疑传输时发出警报或者采取主动反应措施,即使内部人员有越界行为,实时监视系统也能发现情况并发出警告。

比如内部网里有台计算机中了病毒,不停地发送大量的数据包,那么通过入侵检测系统就能发现并定位,进而采取措施。而防火墙对于这些已进入内网的病毒或恶性行为就显得束手无策了。虽然现在有的防火墙也增加了号称是入侵检测的功能,但是是与专门的入侵检测设备无法相比的。

入侵检测系统被公认为是防火墙之后的第二道安全闸门,从网络安全立体纵深、多层次防御的角度出发对防范网络恶意攻击及误操作提供了主动的实时保护从而能够在网络系统受到危害之前拦截和响应入侵。入侵检测技术可以弥补单纯的防火墙技术暴露出明显的不足和弱点,它们在功能上可以形成互补关系。

而基于异常的检测技术则是先定义一组系统“正常”情况的数值,如CPU利用率、内存利用率、文件校验和等(这类数据可以人为定义,也可以通过观察系统、并用统计的办法得出),然后将系统运行时的数值与所定义的“正常”情况比较,得出是否有被攻击的迹象。这种检测方式的核心在于如何定义所谓的“正常”情况。

不同于防火墙,入侵检测系统是一个监听设备,没有跨接在任何链路上,无须网络流量流经它便可以工作。因此,对它的部署,唯一的要求是:它应当挂接在所有所关注流量都必须流经的链路上。

异常发现技术的前提是假定所有入侵行为都是与正常行为不同的。首先通过训练过程建立起系统正常行为的轨迹,然后在实际运用中把所有正常轨迹不同的系统状态视为可疑。

异常检测系统按其输入数据的来源来看,可以分为三类。

1 基于网络的异常检测系统

通常称做硬件检测系统,位置在比较重要的网段内,不停地监视网段中的各种数据包。对每一个数据包或可疑的数据包进行特征分析。如果数据包与产品内置的某些规则吻合,入侵检测系统就会发出警报甚至直接切断网络连接,网管可以在Windows平台进行配置、中央管理。目前,大部分入侵检测产品是基于网络的。

1.1 这种异常检测系统的优点很多

它能够检测那些来自网络的攻击,它能够检测到超过授权的非法访问。由于它不会在业务系统的主机中安装额外的软件,从而不会影响这些机器的CPU、I/O与磁盘等资源的使用,不会影响业务系统的性能。它发生故障不会影响正常业务的运行,布署一个网络异常检测系统的风险比主机入侵检测系统的风险少得多。网络异常检测系统近年内有向专门的设备发展的趋势,安装这样的一个网络异常检测系统非常方便,只需将定制的设备接上电源,做很少一些配置,将其连到网络上即可。

1.2 这种检测系统的弱点

只检查它直接连接网段的通信,不能检测在不同网段的网络包,在使用交换以太网的环境中就会出现监测范围的局限。而安装多台网络入侵检测系统的传感器会使布署整个系统的成本大大增加。

为了性能目标通常采用特征检测的方法,它可以检测出普通的一些攻击,而很难实现一些复杂的需要大量计算与分析时间的攻击检测。

它可能会将大量的数据传回分析系统中。在一些系统中监听特定的数据包会产生大量的分析数据流量。一些系统在实现时采用一定方法来减少回传的数据量,对异常判断的决策由传感器实现,而中央控制台成为状态显示与通信中心,不再作为异常行为分析器。

处理加密的会话过程较困难,目前通过加密通道的攻击尚不多,但随着IPv6的普及,这个问题会越来越突出。它通过在网段上对通信数据的侦听来采集数据。当它同时检测许多台主机的时候,系统的性能将会下降,特别是在网速越来越快的情况下。由于系统需要长期保留许多台主机的受攻击信息记录,所以会导致系统资源耗竭。

尽管存在这些缺点,但由于基于网络的异常检测系统易于配置和易于作为一个独立的组件来进行管理而且他们对受保护系统的性能不产生影响或影响很小,所以他们仍然很受欢迎。

2 基于主机的异常检测系统

基于主机的异常检测系统出现在20世纪80年代初期,那时网络规模还比较小,检查可疑行为的审计记录相对比较容易,况且在当时异常行为非常少,通过对攻击的事后分析就可以防止随后的攻击。同样,目前仍使用审计记录,但主机能自动进行检测,而且能准确及时地作出响应例如,当有文件发生变化时,将新的记录条目与攻击标记相比较,看其是否匹配,如果匹配系统就会向管理员报警。对关键的系统文件和可执行文件的异常检测是主要内容之一,通常进行定期检查校验和,以便发现异常变化。此外,大多数这样的产品都监听端口的活动,在特定端口被访问时向管理员报警。

2.1 监视特定的系统活动

监视用户和访问文件的活动,包括文件访问、改变文件权限,试图建立新的可执行文件或者试图访问特殊的设备。

2.2 能够检查到基于网络的入侵检查系统检查不出的攻击

可以检测到那些基于网络的入侵检测系统察觉不到的攻击。例如,来自主要服务器键盘的攻击不经过网络,所以可以躲开基于网络的入侵检测系统。

2.3 适用于采用了数据加密和交换式连接的子网环境

由于它安装在遍布子网的各种丰机上,它们比基于网络的入侵检测系统更加适于交换式连接和进行了数据加密的环境。

2.4 有较高的实时性

尽管不能提供真正实时的反应,但如果应用正确,反应速度可以非常接近实时。尽管在从操作系统作出记录到得到检测结果之间的这段时间有一段延迟,但大多数情况下,在破坏发生之前,系统就能发现入侵者,并中止他的攻击。

2.5 不需增加额外的硬件设备

它存在于现行网络结构之中,包括文件服务器,Web服务器及其他共享资源。这使得基于主机的系统效率很高。

3 基于漏洞的异常检测系统

操作系统的漏洞给了黑客或病毒以可乘之机,以前的“冲击波”病毒曾造成大面积的网络瘫痪,其实究其原因,也就是因为没有给微软的IIS打上补丁。如果打了补丁就会防患于未燃。这也跟某些网管员忽略安全防犯的思想有关。

目前很多主机,已经安装了更新版本的操作系统,很多针对以前操作系统漏洞进行的攻击,已经发挥不了作用。但是,由于这种发挥不了作用的攻击存在,随之也就会产生很多的无用警报,使得安全管理员无法判定,到底哪些警报最为迫切,最为危险。

通过对内部网络或者主机的扫描,找出目前内部网络中各个主机存在的漏洞信息,根据这些信息对异常检测中的每个特征规则进行检查,将没有相应检测漏洞的异常检测规则屏蔽。在高速网络环境下,警报减少率、检测效率及丢包率是衡量异常检测系统的指标。实验结果表明,对异常检测规则进行屏蔽,可以大量减少无用的检测规则;减少相应的警报信息。随着网络信息化的日益推进,漏洞检测技术已经成为目前网络安全研究的重点。漏洞检测工具能够检测出计算机系统存在的漏洞,并提供相应的补救方案,提高了系统的安全性和可靠性。目前,漏洞检测软件采用不同标准的漏洞定义库,相互之间兼容性差,支持的操作系统种类不全面,计算机网络的安全性难以得到高质量保证。

当前实际网络中存在的攻击,对检验异常检测的各项指标具有重要意义,还可以为其它信息安全研究提供有效的测试数据。

随着网络入侵攻击种类的增加,其特征库也在不断地增加,这些异常检测的硬件设备和软件也需要不断升级。

参考文献

[1]朱晓妹.基于网络隐写的主动身份认证系统研究[D].南京理工大学.2009.

网络流异常第2篇

随着Internet的快速发展与日益普及,越来越多的信息通过网络来传输和存储,网络安全越来越重要。网络流量异常检测及分析是网络及安全管理领域的重要研究内容。网络流量突发异常是指网络业务流量突然出现的不正常的重大变化。及时发现网络流量的突发异常变化对于快速定位异常、采取后续相应措施具有重要意义。

目前网络规模和速度的不断增加,流量突发异常检测算法需要实时准确地分析处理海量的网络业务量数据,具有很大的挑战性。流数据模型的提出[1],使得采用流数据模型来描述网络通信量,解决现有网络流量异常检测模型存在的不足成为可能,基于流数据挖掘的网络流量异常检测及分析得到了广泛的研究。

1.1 网络流量异常分类

网络流量异常是指对网络正常使用造成不良影响的网络流量模式,常见的网络流量异常有如下几类:

(1)网络扫描。网络扫描是一种常见的网络异常流量,它表现为在单位时间内,同一个源IP访问大量不同的目标IP或同一目标IP的不同端口,目标IP通常是连续的。

(2)DDoS攻击。拒绝服务攻击通常以消耗服务器端资源,迫使服务停止响应为目标。它表现为大量不同的源IP对同一目标IP发送数据包。单位时间内数据包的量大,数据包长度长,占用大量的带宽资源。

(3)网络蠕虫病毒。蠕虫病毒利用操作系统的漏洞主动传播,并且可以在局域网或者广域网内以多种方式传播。这种网络蠕虫病毒的攻击方式,除了造成大量的网络流量外,也会消耗大量的系统资源。而且这类异常通过局部链路上的流量测量数据很难检测,往往需要对全网的流特征进行分析或采用全网的流量统计分析方法进行检测。

(4)由网络故障和性能问题造成的异常。典型的网络性能异常是文件服务器故障、网络内存分页错误、广播风暴和瞬间拥塞等引发的网络流量行为的异常。另外,恶意下载、对网络资源的不当使用,会造成流量异常,导致网络带宽浪费。

1.2 网络流量异常检测方法

近年来,有很多针对网络流量异常检测的研究工作,概括起来,针对网络流量异常检测的方法主要有以下几种[2]:基于特征/行为的研究方法、基于统计的异常检测、基于机器学习的方法和基于数据挖掘的方法等。

基于特征/行为的检测研究通过在网络流量数据中查找与异常特征相匹配的模式来检测异常。因此需要分类描述网络异常的流量的特征及行为特征、构造蠕虫分类和DDoS攻击行为等,其缺点是无法检测出未知的攻击类型,而且需要对规则特征库不断进行更新。

基于统计的研究不需要事先知道异常的特征,使用时间序列的流量数据,采用统计分析技术检测异常。机器学习的方法更强调如何基于更新的信息和以前的结果来提高系统的性能,异常检测中常用的机器学习技术包括基于系统调用的序列分析、贝叶斯网路、主成分分析法、马尔可夫模型等。数据挖掘技术可以用来从大量审计数据中挖掘出正常或入侵性质的行为模式[3]。后3种异常检测的方法是对正常的系统网络行为进行建模,通过与正常模型的比较来进行异常检测,因此能有效地发现已知和未知的攻击。

上述传统网络异常检测方法,通常是建立在对整个数据集进行等同学习的基础上的,检测结果受历史数据的影响较大,难以真实反映当前网络数据的行为特征。而检测网络异常行为是否发生,通常根据最近的网络行为就可以做出判断,并不依赖于整个历史数据集。另外,现有异常检测算法的时间、空间复杂性较高,且受内存等系统资源的限制,难于对持续、快速到达的大规模原始网络数据进行处理,不适合进行在线检测。

2 流数据模型及特点

流数据就是大量连续到达的、潜在无限的数据的有限集合。令t表示任一时间戳,a表示在该时间戳到达的数据,流数据可以表示为:{ a1,…,at-1,at,at+1,…}。与传统数据相比,流数据有以下特点[4]:

(1)数据高速到达,实时性要求高。

(2)流数据是一种海量的数据,因此不可能对流数据的每一个数据项都进行存储。

(3)由于数据量无限增长,对流数据的扫描次数仅限于一次。

(4)流数据的无限性使得流数据挖掘无法保存原始数据,仅能在内存中保留原始数据的概要信息,并基于这些概要信息生成最终结果。因此,流数据挖掘结果实际上是在一定误差范围内的近似结果。

由于网络数据流符合以上的流数据特点,所以采用流数据模型来描述实际的网络通信量,解决现有网络流量异常检测模型存在的不足是非常合适的。

3 基于流数据挖掘的网络异常检测研究进展

目前基于流数据挖掘的网络异常检测研究工作主要从以下几个方面展开:流数据概要结构设计、流数据变化挖掘、流数据聚类挖掘、频繁项挖掘以及多维流和多流的挖掘。

3.1 基于流数据概要结构设计的研究

流数据的特性决定了流数据算法的核心是设计高效的单遍数据集扫描算法,由于流数据量远大于可用内存,系统无法在内存中保存所有扫描过的数据,因此流数据概要结构设计是流数据挖掘的基础和首要工作。

针对网络流量的异常检测研究中,基于采样、小波变换、哈希函数等概要结构设计得到了广泛研究。文献[5] 提出了基于概要结构数据的变化检测算法,设计了一个概要数据结构的变体——k-ary Sketch,减少了算法所需的时间和空间复杂度。文献[6]提出了一种改进的概要数据结构——The Count-Min Sketch(CM 概要),该结构可用于网络大规模点击的发现。文献[7,8]采用了层次化的概要技术,实现了在多维流中发现HHH(Hierarchical Heavy Hitters,层次大流)的算法;文献[9]提出一组位图算法,解决使用小存储空间实现高速链路上数据流的聚类问题。文献[10]提出了两层小波树摘要数据结构及基于此结构的突发检测算法;并基于该算法设计了一个网络流量突发检测原型系统。文献[11]设计了一种面向大规模网络异常发现的高频概要算法(FSA,Frequent Sketch Algorithm),进行网络突发高频事件检测。

3.2 流数据变化挖掘方法

流数据变化检测及异常发现是流数据挖掘研究领域中的一个重要分支,流数据突发检测属于一种形式特殊的流数据异常变化检测,是指发现流数据中的异常数据聚集。在网络管理中突发检测可应用于对短时间内丢包个数进行监控。

文献[12]根据流分布特征变化确定网络异常。同时,还提出了多路子空间方法(multiway subspace method)在多流特征中提取异常变化。文献[13]也提出了通过流分布异常在网络数据流中发现重要变化的算法,该算法的思想是在高速数据流中发现最重要的Deltoids,通过Deltoids的确定发现网络流量在接口之间以及路由器之间在一段时间内的重要不同。文献[10]针对网络流量数据海量、高速的特点,提出了基于两层小波变换数据结构的突发检测算法。文献[14]提出了基于偏差的异常检测方法,并采用M-树为存储结构建立正常的用户行为轮廓。

3.3 基于流数据聚类挖掘的方法

基于聚类分析的异常检测在网络异常检测领域已经得到了深入的研究。例如,按数据流中的属性特征将数据流分类聚合,挖掘具有某种异常流量模式(资源使用特征)的聚合流,从而检测及确定网络流量的异常行为;挖掘在特定时间间隔,在某一给定链路上的统治的聚合流,即大流量流(HH, Heavy Hitter)或出现频率高的流。如果某一大流是通过很少的几个端口发送的,这通常代表某一特定的蠕虫的特征;如果异常的大流发送到某一特定IP地址,这种情况常指示Flash拥挤或DDoS攻击。

文献[15]提出了一种多维流量聚类方法,可以从多个不同维度(源地址,目的地址,协议,源端口,目的端口)对流量进行分析,能够基于对实际流量的分析,确定出在特定时间的统治流(大流)或不正常流。文献[16]提出了在大流聚类中检测变化的技术。

文献[17]提出了一种基于数据流聚类的两阶段异常入侵检测方法,首先在线生成网络数据的统计信息,并利用最能反映当前网络行为的统计信息检测入侵行为。该两阶段模型不但能够存储与维护海量原始网络数据的统计信息,而且减少了历史数据对检测结果的影响,提高了入侵检测精度。文献[18]使用聚类离群点算法来分析实时数据与正常数据的偏离程度。

3.4 基于频繁项挖掘的方法

频繁项挖掘主要用于网络流量监控、计费和异常检测中,监测出现频率超过某个设定阈值的流,或者以近似线性的速度识别大流,从而指出某种网络异常的发生。

文献[19]提出了在流数据中近似计算数据项出现次数超过用户给定阈值的频繁项挖掘算法。文献[20]提出了动态跟踪频繁项——“热门元素”的算法。“热门元素”指频繁出现的元素或出现次数超过某个阈值的元素,在网络数据流中主要指频繁出现的IP地址。文献[21] 通过采样、基于哈希函数运算过滤数据包等方法,计算统治的聚合数据流,目标是使用有限的存储空间支持高速链路上数据流的统计问题。文献[7]提出了在多维流中发现HHH的算法。文献[16]提出了一维和二维HHH的在线识别算法,并将该算法应用于在大流中进行变化检测。

3.5 基于多维流挖掘和多流挖掘

按流数据挖掘时所依据的网络流量数据的属性可将挖掘分为一维流挖掘和多维流挖掘。一维流挖掘,即按某一特定属性的聚合,进行流挖掘。例如,挖掘从某一IP地址发出的数据流量超过某个阈值的流。多维流挖掘,即根据多个属性的聚合,进行流挖掘。例如基于源IP、目的IP和目的端口三维的大流量流挖掘是指找出所有从某源IP主机发往某目的IP主机的某目的端口的流量超过某个阈值的聚合流。一般多维流挖掘算法是基于一维流挖掘实现的。

文献[15]研究了从多个不同维度(源地址,目的地址,协议,源端口,目的端口)对流量进行分析,并确定出在特定时间的统治流(大流)或不正常流的多维流量聚类方法。文献[7]采用多维层次化的概要技术,实现了在多维流中发现HHH的算法。文献[16]在研究一维聚集流发现算法的基础上,探讨了多维聚集流发现算法。

另外,对于海量网络业务量数据来说,通过单一数据流很难确定大规模网络的整体状态,例如基于目的IP的高频突发项检测可以发现DDos攻击,然而对某个网站的大规模突发访问、突发访问和SYN-Flood攻击的流量模式在IP上很难区分,必须通过多数据流信息关联进行综合判断。目前基于多流的网络异常检测研究还相对较少。

4 结束语

基于流数据挖掘技术进行网络流的异常检测及分析是目前研究的重点,并且已经取得了一定的研究成果。未来需要进一步研究的课题有:

(1)高效流数据挖掘算法的研究。在高速网络环境下,为适应大流量网络链路的异常检测的响应时间要求,需要进一步研究高效流数据挖掘算法减小存储开销及降低分析处理算法的复杂性。

(2)探讨新的异常检测方法。随着各种新病毒、攻击等网络安全问题的不断出现,网络异常检测的方法手段也需要不断更新,同时需要扩展研究基于流量的异常检测的内容,例如,基于多维、多流的检测研究等。

(3)异常分析的研究。目前的研究工作多数集中在网络流异常分析的检测,需进一步加强异常确定、定位、异常类型分析及网络异常响应等方法及技术的研究。

特高压换流变压器油位异常分析第3篇

云广特高压直流工程换流变压器分为±800kV高端Y/Y接(即HY型)、±600kV高端Y/Δ接(HD型)、±400kV低端Y/Y接(即LY型)和+200kV低端Y/Δ接(LD型)4种[1]。由于换流变压器采用了高强度紧凑型油箱结构和真空有载分接开关,且油重较常规换流变压器大,因此其储油柜油室结构与常规变压器有所不同。

2010年6月18日,云广特高压直流工程成功实现双极投产,且投产后运行良好,采用真空有载分接开关的换流变压器是该工程的一项重大技术创新[2,3,4],但也出现了影响安全运行的现象,如换流变压器渗漏油、分接开关油位异常、换流变压器储油柜本体油位异常等。本文结合特高压换流变压器储油柜油室结构和油位计算,分析换流变压器储油柜本体油位异常、分接开关油室油位异常缺陷。

1 储油柜油室结构介绍

云广特高压换流变压器储油柜本体油室为胶囊式结构,通过在储油柜本体油室内部加装胶囊,使空气与变压器储油柜本体油室的绝缘油隔离,胶囊内部气体则通过硅胶吸湿器与外界气体连通。由于云广特高压换流变压器采用了真空有载分接开关,因此其分接开关油室主要为切换开关室。为补偿切换开关油室油位变化,特在储油柜内部开辟分接开关油室。分接开关油室直接通过硅胶吸湿器与外界气体连通。

由于高端换流变压器和低端换流变压器的整体油重不同,因此储油柜本体油室的补偿油重也不同。为节省成本和空间,设计储油柜本体油室和分接开关油室时,高端换流变压器和低端换流变压器就有不同,如图1、图2所示,分隔的一个小型储油柜为分接开关油室。

由图1、图2可知,高端换流变压器分接开关油室所占储油柜空间为半圆柱形,不同于低端换流变压器和普通变压器。

2 储油柜补充容积及油面高度计算

由于储油柜补充容积是根据换流变压器的总油重及使用地区的最高、最低环境温度来计算的,因此给换流变压器注油时应充分考虑当时的环境温度和油温,并结合油位计显示刻度补充油量。储油柜补充容积计算式为:

式中,ΔV为储油柜补充容积,dm3或L;G为换流变压器总油重,kg;ρ为换流变压器油在20℃时的密度,一般取0.88kg/m3;γ为换流变压器油膨胀系数,一般取0.000 78(K-1);ΔT为换流变压器油温与油位表显示温度之差,K。

某HY型高端换流变压器油重为140.5t,假定油温为25℃,根据油位一温度曲线,油位表计显示油温在20℃,则根据式(1)应补充油量622.71L。注油过程中允许5L的偏差。

同样,对于分接开关油室,应补充的油量计算式为:

式中,G为分接开关所需总油重,kg;n为分接开关切换开关油室数量;VLS为一个分接开关切换开关油室所容纳的油重,kg。因此,对于该换流变压器,在储油柜分接开关油室及其联接管道中的总油重应为55kg。

3 油位异常缺陷分析及处理

由以上分析可知,换流变压器注油量及储油柜内部的结构都能为油位异常缺陷的排查提供参考。

3.1 极1高端换流变压器Y/Y C相分接开关油位异常

2011年5月31日,±800kV穗东站极1高端换流变压器Y/YC相分接开关油位高报警。现场检查油位约为90%,油温为48℃;夜间的储油柜红外图谱如图3所示。

由图3可知,由于储油柜内分接开关油室和本体油室采用了图1结构,用红外测温方式无法观察到储油柜内分接开关油室真实油位,因此采用连通管原理测试油位。所测油位显示油位计工作正常,指示油位为分接开关油室真实油位,因此根据油位补充计算,初步放油至38%。

由于采用真空有载分接开关,通过油色谱分析无法确认分接开关油室是否渗漏,因此从2011年6月14日至2011年7月6日间记录分接开关油室和储油柜本体油室油位变化,具体数据统计如图4所示。

由图4可知,分接开关油位一直在上升,而储油柜本体油位随着时间、负荷和温度的变化略有起伏,因此可断定该换流变压器分接开关油室和储油柜本体油室间存在渗漏点。于是,将分接开关油枕内绝缘油放尽,检查储油柜分接开关油室内箱壁,但未发现渗油点,进一步断定渗油点在分接开关切换开关油室与储油柜本体油室部分。打开分接开关切换开关油室顶盖,发现连接法兰表面有2处(螺栓松动处)凸起金属颗粒。该2处凸起金属颗粒导致连接法兰密封垫不能密封严密,在运行环境恶劣(温度较高、震动剧烈)时油便从该凸起颗粒的垫圈处渗漏。经查,该凸起颗粒为出厂加工工艺不精所致。刮去法兰盘上凸起的金属颗粒,更换新的密封垫圈后,恢复法兰盘及分接开关盖板重新运行,分接开关油位未再出现异常。

3.2 极2低端换流变压器Y/Y B相本体油位异常

2011年7月9日,穗东换流站极2低端换流变压器Y/YB相本体油位高报警。现场检查油位指示为93%,变压器控制柜监视屏显示该换流变压器油位1周内最低点位于85%(此时油温为35℃),而油位报警时油温为52℃。由式(1)可知,温度的变化导致油量变化为(G=97t)1 461L。由于油位指示变化为8%,与温度因素导致的油位变化比例较接近,因此初步估计油位指示为正常油位。放油至正常油位一温度曲线油位点,该换流变压器运行至今无异常。

4 结束语

云广工程采用的换流变压器在国际上没有制造先例,更没有相应的运维经验,但整体上运行状况良好。针对运行过程中出现的油位异常,总结出几点建议。

(1)加强对换流变压器真空注油过程的控制,注意尽量符合油位一温度曲线要求。

(2)加强对真空有载分接开关安装过程的工艺控制,确保各接触面接触良好。

(3)加强对呼吸器的日常巡视检查,以确保呼吸器处于正常工作状态,避免由于管道堵塞导致油位失常。

(4)认清不同类型换流变压器储油柜结构设计特点。虽然红外测温能分辨油位是否正常,但对于HY型换流变压器分接开关油位异常,应在排除呼吸器堵塞可能性后,再结合油位温度一时间趋势来分析,有条件时还可采用连通管原理进行判断。

(5)对于采用真空有载分接开关的换流变压器,无法用传统的油色谱分析法判断分接开关和储油柜间是否存在渗漏。

总之,对于大型换流变压器,应该从安装、验收、运维等方面加强监控,以确保设备安全稳定运行。

参考文献

[1]赵林杰,黎小林,饶宏,等.云广±800 kV直流输电工程换流变压器油中产气现象分析[J].南方电网技术,2010,4(5): 32～35

[2]沈大中,KERAEMER A,DOHNAL D.真空有载分接开关在高压直流换流变压器中的应用[J].变压器,2007,44(1):58, 59

[3]汪洋,李书勇,宋述波,等.真空有载分接开关在云广特高压直流中的应用[J].高电压技术,2010,36(1):285,289

网络流异常第4篇

1 资料与方法

1.1 一般资料

2009年甘孜州疾病预防控制中心异常反应调查表和疫苗接种统计表。

1.2 调查方法

按照2005年中华人民共和国卫生部组织编写的《预防接种工作规范》, 常见疑似预防接种异常反应的诊治原则, 对异常反应病例资料进行分类统计分析。

1.3 统计分析

采用SPSS 15.0和Excel 2010等软件进行数据的统计分析。

2 结果

2.1 年度异常反应发生率

全州共接种56.256万人, 报告接种率达到97.8%, 报告异常反应病例36例, 报告异常反应发生率为6.4/10万, 几个县与区均有病例报告。36例异常反应病例中, 男性20例, 女性16例。各年龄组间异常反应发生率无显著差别。

2.2 异常反应的临床表现

在36例异常反应中, 发热、红肿、硬结9例;过敏性皮疹20例, 其他7例。异常反应中最常见的为过敏性皮疹, 其次为血管性水肿、过敏性休克等, 而臂丛神经炎、斑丘疹反应较少。与预防接种无关的偶合症约占总异常反应数的11.1%, 以19岁以下的儿童和青少年为主, 主要表现为发热、红肿、呼吸道感染等。所有病例均预后良好, 无死亡和重大伤残病例,

3 讨论

接种疫苗是预防、控制针对传染病的有效措施, 但是任何一种疫苗都不是绝对安全的。随着一种疫苗有效接种率的提高, 疫苗针对传染病发病率的下降, 接种疫苗后的反应引起人们的高度关注。为开展预防接种异常反应监测, 及时发现和处理预防接种异常反应, 我国明确了用于监测的疑似预防接种异常反应定义, 它是指在预防接种过程中或接种后发生的可能造成受种者机体组织器官、功能损害, 且怀疑与预防接种有关的反应[3]。正常反应的程度局限在一定限度内, 不会引起不可恢复的组织损伤或功能障碍, 也不会出现后遗症, 一般无需处理, 轻微的一些反应会自行消退[4]。

但为减少预防接种反应事故的发生, 应确保预防接种全过程的质量。

3.1 进一步提高疫苗质量

安全有效的疫苗是预防相应疾病有力的武器, 它不仅应具有良好的效果, 更重要的是安全。保证疫苗安全有效的第一关在研究生产部门, 另外疫苗的运输、储存和保管也至关重要。这就要求我们每一个预防接种工作者都要严格执行《疫苗流通和预防接种管理条例》, 坚决杜绝从非正规渠道购进疫苗, 特别是无合法经营手续的不合格疫苗, 同时要增强责任心和安全意识, 加强疫苗运输、储存、保管的管理, 以确保疫苗的安全有效[5]。

3.2 正确选择接种对象

当人体免疫较低时, 接种疫苗会使接种反应加重, 甚至发生异常反应, 因此, 正确选择接种对象, 从严掌握禁忌证, 严格执行预防接种操作规程, 是防止预防接种异常反应和事故的发生的关健措施。预防接种应实行一苗一室接种, 应选择在宽敞、清洁、光线明亮、空气流通的室内, 并设立明确标志。冬季应注意保暖。预防接种前应认真查体, 核实接种对象, 详细询问既往史。凡过期、变色、污染、发霉、有摇不散的凝块和异物, 无标签或不清楚疫苗, 一律不得使用。接种时要认真消毒, 按规定的途径、剂量、方法和部位接种。己开启的疫苗一般在30min内用完, 否则立即废弃, 防止因污染而引起接种事故。

3.3 合理确定处理程序

在开展乙肝疫苗补种活动过程中, 一旦发现异常反应, 应立即转送到定点救治医院福州市儿童医院进行救治。当受种方、接种单位、疫苗生产企业对异常反应调查诊断结果有争议时, 按照《预防接种异常反应鉴定办法》有关规定开展鉴定工作。因预防接种异常反应造成受种者死亡、严重残疾或者器官组织损伤的, 按照《疫苗流通和预防接种管理条例》有关规定给予受种者一次性补偿。发生群体性反应、公众高度关注事件, 按照应急条例有关规定开展异常反应知识宣传, 做好媒体、受种者或监护人、公众等沟通工作。因疫苗质量、接种实施差错给受种者造成损害的, 依照《中华人民共和国药品管理法》、《医疗事故处理条例》等有关规定处理。

3.4 做好接种宣传教育工作

说明预防接种的目的意义及接种后的注意事项, 把接种知识教给群众, 使他们能积极主动地配合医生做好这一工作。当发生接种反应时, 更应做好家长和广大群众的思想工作, 避免产生恐惧或不良情绪而影响今后计划免疫工作开展。另外, 要教育临床医生不能随便给家长出具接种异常反应诊断证明, 避免给事后处理造成不良影响。

摘要：目的评价2009年甘孜州甲流疫苗接种的异常反应情况, 提出了相关处理措施建议。方法对甘孜州2009年甲流疫苗接种免疫活动出现的疑似预防接种异常反应病例开展监测与处理。结果全州共接种56.256万人, 报告接种率达到97.8%, 报告异常反应病例36例, 报告异常反应发生率为6.4/10万, 性别与年龄间报告异常反应发生率无显著性差异。在36例异常反应中, 发热、红肿、硬结9例;过敏性皮疹20例, 其他7例。结论甲流疫苗的安全性较高, 接种后异常反应发生率较低, 症状比较轻微。但是为减少异常反应的发生, 应从提高疫苗的质量、严格执行技术操作规范、加强接种人员的业务培训等多方面入手。

关键词：甲流疫苗,预防接种,异常反应,甘孜州

参考文献

[1]FengCai Zhu, Hua Wang, HanHua Fang, et al.A Novel Influenza A (H1N1) Vaccine in Various Age Groups[J].N Engl J Med, 2009, 361 (25) :2414～2423.

[2]Izurieta HS, Haber P, Wise RP, et al.Adverse events reported following live, cold-adapted, intranasal influenza vaccine[J].JAMA, 2005, 294 (21) :2720～2725.

[3]张丽, 徐爱强, 宋立志, 等.免疫规划工作人员对预防接种不良反应/事件知识-态度-行为的调查分析[J].中国计划免疫, 2006, 12 (4) :300～302.

[4]疾病预防控制体系建设研究课题组.疾病预防控制体系建设研究报告-问题与决策[M].北京:人民卫生出版社, 2006:7.

网络流异常第5篇

电力变压器差动保护是利用基尔霍夫电流定理工作的, 当电力变压器正常工作或区外故障时, 将其看作理想电力变压器, 则流入电力变压器的电流和流出电流相等, 差动继电器不动作。当电力变压器内部故障时, 两侧 (或三侧) 向故障点提供短路电流, 差动保护感受到的二次电流和的正比于故障点电流, 差动继电器动作。

电力变压器差动保护原理简单, 但实现方式复杂, 加上各种差动保护在实现方式细节上的各不相同, 更增加了其在具体使用中的复杂性, 使人为出错机率增大, 正确动作率降低。

2 电力变压器差动保护带负荷测试的内容性

要排除电力变压器在设计、安装、整定全过程中的疏漏, 就要收集充足、完备的测试数据。

2.1 差流 (或差压) 电力变压器差动保护是靠各侧差动异常二次电流和差流工作的。

所以, 差流 (或差压) 是差动保护带负荷测试的重要内容。电流平衡补偿的差动继电器, 用钳形相位表或通过微机保护液晶显示屏依次测出A相、B相、C相差流, 并记录;磁平衡补偿的差动继电器, 用0.5级交流电压表依次测出A相、B相、C相差压, 并记录。

2.2 各侧电流的幅值和相位。

只凭借差流判断差动保护正确性是不充分的, 因为一些接线或变比的小错误, 往往不会产生明显的差流, 且差流随负荷电流变化, 负荷小, 差流跟着变小, 所以, 除测试差流外, 还要用钳形相位表在保护屏端子排依次测出电力变压器各侧A相、B相、C相电流的幅值和相位, 并记录。此处不推荐通过微机保护液晶显示屏测量电流幅值和相位。

2.3 电力变压器潮流。

通过控制屏上的电流、有功、无功功率表, 或者监控显示器上的电流、有功、无功功率数据, 或者调度端的电流、有功、无功功率遥测数据, 记录电力变压器各侧电流大小, 有功、无功功率大小和流向, 为差动异常变比、极性分析奠定基础。

2.4 负荷电流要越大越好, 负荷电流越大, 各种错误在差流中的体现就越明显, 就越容易判断。

然而, 实际运行的电力变压器, 负荷电流受网络限制, 不会很大, 但至少应满足所用测试仪器精度要求, 以及差流和负荷电流的可比性。

3 电力变压器差动保护动作分析及改进

从保护动作后对现场电缆的初步巡查来看并没有发现电缆的异状。通过测试, 测量每相电缆的主绝缘及外护套绝缘电阻均符合绝缘要求, 从而判断电缆本身并没有发生短路故障。如果于保护装置本身问题可能造成的动作:保护装置的设置是非常重要的, 如果某些参数设置错误, 如差动异常变比、斜率等, 均会造成保护装置差流偏大异常。于是根据差动保护整定值, 利用继电保护测试仪对电力变压器差动保护装置进行电流和相位的采样及保护功能的校验, 经测试电力变压器差动保护装置对模拟量的采样及保护都是正确的, 因此, 可排除保护装置本身的问题。

当差动异常行为本身存在误差和三相不平衡电流, 以及差动异常行为极性接反, 都有可能导致差动保护误动作, 以差动异常行为极性接反为例, 如极性没接错, 电缆线路两端一次电流大小相等, 方向相反, 则差电流为零 (两侧电流的相量和) 。如极性接反, 则两侧电流会出现大小相同, 相位相同的情况, 其相量则为一端电流的两倍。这样当空载合电力变压器时, 励磁涌流的叠加将使差电流以几何倍数增加, 使得差动保护启动。一次电缆没有问题, 可以判定保护误动。

首先怀疑电流互感器及其二次回路极性存在问题。通过检查测试, 在线路检查中发现电流互感器极性接线并没接错。其次检查两侧线路差动异常本身是否存在误差, 用电压法分别测量了其二次绕组直阻及变比, 均与出厂值相符。因此可以排除差动异常本身原因或极性接反造成的保护误动作。

测试三相电缆的相序, 测相序的方法有很多, 可以直接测, 也可以间接通过低压侧测, 采用的方法是从三相电缆所串联差动异常直接引出二次线接至保护装置, 将保护出口压板退出不予跳闸, 同时做好防二次开路的安全措施, 这种方法非常直观, 可以在一次给出一定负荷量的情况下, 从保护装置看差流和制动电流值, 直接反映不同相位下的差流值。如果三相彼此的相角和方向并没有变化, 相序没有错乱, 这就是低压侧所有三相电机仍按正常方向转动, 而保护却出了问题的根本原因。在正常情况下, 其差流大小是一端电流的√3倍, 当空载合电力变压器时, 如果正好合在励磁涌流相位和幅值与差电流叠加所能达到使差动保护动作的最小起动值时, 差动保护就发生了误动作。

4 电力变压器带负荷测试方法的改进

无论差动保护电流回路在投运前经过多少道工序检查, 都要通过带负荷测试才能最终验证其正确性。由于投运之前的测试都是在各侧分别进行, 不能直接比较各侧电流之间的相位关系, 所以在带负荷测试时常常还是发现这样那样的接线错误, 需将电力变压器停下来进行CT二次接线整改, 然后再将电力变压器带上负荷重新进行带负荷测试, 直至最终测试正确。这样不但使启动过程变得漫长, 更给系统运方调整和操作人员带来很大麻烦。在对常规的调试方法和保护原理进行分析后, 提出了一种新的调试思路, 可以克服上述不足。

如果显示的数据与此相符, 差动保护各侧CT接线正确。对于经软件补偿的差动保护接线, 补偿后的电流与硬件补偿后的效果是一致的, 各电流量也应该符合上表。通过理论分析和几个变电所的实际测试后, 证明这种方法是可靠的, 也是简单可行的, 能保证电力变压器带负荷测试时一次性成功, 不必再反复调线。这种测试方法适用于新建或扩建的变电所, 对于已经投运的电力变压器差动保护的正常周期性检验, 则无须进行带负荷测试。

差动保护是电力系统线路的主保护, 但往往由于接线错误、电流互感器端头标记标反、相序相反和极性标反等原因造成差动保护误动作, 给电力系统安全生产造成重大影响。因此在设计、施工及以后检修改造过程中, 必须确保电流互感器型号、变比等各方面正确, 以保证差动保护能起到它本身的作用, 不能依靠投运后带负荷试验时发现问题。带负荷测试对电力变压器差动保护的安全运行起着至关重要的作用, 对其我们要有足够的重视。带负荷测试前, 要深入了解电力变压器差动保护原理、实现方式和定值意义, 熟悉现场接线带负荷测试中, 要按照带负荷测试内容, 认真、仔细、全面收集数据;带负荷测试后, 要对照上述分析方法, 逐一检查、逐一判断。只要切实做到了这三点, 电力变压器差动保护就万无一失了。

摘要：介绍了电力变压器差动保护原理和试验方法, 着重电力变压器差动保护带负荷测试的重要性、测试内容和测试数据分析, 总结了电力变压器差动保护差流异常行为的原因, 对现场安装和试验有一定的参考价值。

关键词：电力变压器,差动保护,差流异常

参考文献

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[2]王钧英, 张立平, 刘彬等.新编保护继电器校验[M].北京:中国电力变压器出版社, 2005.

[3]马东.35KV线路差动保护差流异常行为的分析[J].东北电力变压器大学学报.2007, (5) :15-17.

[4]贺家李、宋从矩主编.电力变压器系统继电保护原理 (增订版) [M].北京:中国电力变压器出版社, 2004.

网络流异常第6篇

电气不接地或小接地系统的接地故障通常比其它接地系统更为复杂,而消弧线圈的引入使得电气不接地或小接地系统的各故障电气量的变化更加难以掌握,因此实际工作中常发生不易理解的异常事件,接地选线装置也易发生选线错误的情况。

消弧线圈接地系统之所以复杂,是因为接地电流常被消弧线圈截断,导致常规的稳态分析和向量图分析手段不适用,而暂态分析也因电路中各元件非线性变化而变得十分困难。

本文以矩阵迭代计算为手段,建立消弧线圈接地系统电路模型,以复杂的电气量满足电工基本定律为条件,仿真求解各种情况下的电路变化情况,从而理解和判断消弧线圈接地系统的各种故障过程,并评估其对继电保护的影响。

1 接地异常信号引出的问题

1.1 电机分闸时零序过流发信

某石化装置变电所配出的一台6kV电机在进行开机短时又停机(俗称点动)的操作后,电机保护发出零序过流信号,此电机的上级变电所配置的小接地选线装置判断与此电机相邻的另一段母线故障。电机分闸时的接地发信录波图如图1所示。

单从图1所示录波图无法判断故障是否由一次设备故障引起,而电机的上级变电所配置的小接地选线装置明显误判了故障线路。检查此电机和相关回路,未发现异常,电机能正常投运;对电机进行抽芯检查及试验,仍未发现故障点;然而,在接上中性点不接地电源试车时,发生了不可恢复的接地故障。据此,可断定点动操作结束时发出的零序过流信号是电机对地瞬间击穿引发的。

另外,图1录波图显示,零序电流有两个瞬时脉冲,零序电压在突然产生后逐渐衰减。

1.2 系统不明原因的零序过流发信

虽然电机保护发出了零序过流信号,但是当时没有任何高压设备跳闸。此变电所6kV分段母分的两个进线开关中均有录波,且这两个录波波形基本一致(零序电流方向一致,如图2所示);其中一条进线还录得另外一种零序电流突变波形(如图3所示),但形成原因不明。

对比图1、图2得出以下结论。

(1)都有正反紧邻的两个零序电流脉冲,但幅值有数量级差别。

(2)都有零序电压突然出现而后衰减过程。

(3)图2有明显的零序电流衰减过程。

(4)零序电流脉冲极性与零序电压极性不一致。

(5)图2相电流没有明显变化。

对比图2、图3得出以下结论。

(1)零序电流脉冲是单方向的。

(2)图3未见零序电压波动,但在零序电流尖峰出现前却有较小的持续零序电流。

(3)相电流突然减小,似由设备停运引起。

1.3 波形猜想

根据录波图对比结果及电机分闸情况,做出如下猜想。

(1)消弧线圈接地系统接地故障可能在发生后瞬间就消失了,这导致系统零序电压突然产生而后又逐渐衰减消失。

(2)由于零序电流尖峰产生时没有零序电压,因此零序电流尖峰可能不是由一次设备接地引发的,也许是开关不同期引发的。

(3)零序电流突发脉冲和零序电压的极性是否一致应与是否为本回路故障有关。

(4)开关不同期合分闸会造成零序电流突变,但不会大幅产生零序电压。

2 仿真建模分析

为求证波形猜想,建立合适的仿真电路模型,采用矩阵迭代的方法求解电路中的电气量,但这个模型需适用于对以下问题的分析。

(1)开关不同期操作的影响。

(2)不接地系统与消弧线圈接地系统的比较。

(3)单相接地故障的发生。

(4)故障线路与非故障线路的零序电流比较。

建立的模型电路如图4所示。Lo为消弧线圈;Ra、La、Rb、Lb、Rc、Lc为系统中的正常负荷;Swa、Swb、Swc为故障线路的开关;Rfo为故障相对地电阻。这个模型电路可方便地解决以上四个问题。

(1)令Swa、Swb、Swc三个开关为电阻,分别调整电阻值即可仿真开关不同期问题。

(2)令Lo值为0,Ro值为1MΩ,就可以将电路变为中性点不接地系统。

(3)控制Rfo的值,就可以方便地模拟接地故障发生的时间和方式。

(4)提供两个出线,方便比较故障线路与非故障路线的零序电流变化。

2.1 合闸与分闸过程中开关不同期的仿真

为了使仿真尽可能符合实际过程,分析了一些电机合分闸波形特点,发现如下规律。

(1)合闸过程中,两相电流同时产生且大小相等、方向相反,最后一相电流单独产生。

(2)分闸时,其中一相电流先到零值消失,另两相电流大小相等、方向相反,稍后同时到零值消失。

上述规律可从电机三相回路特点和开关熄弧过程来理解。根据上述规律,调整图4中三相开关电阻变化时间,从而可得到消弧线圈接地情况下一台6kV、300kW电机点动操作时开关不同期2ms的电气量变化过程,如图5所示。

由图5可知,开关不同期会产生零序电流冲击脉冲,也会产生逐渐衰减的零序电压,但峰值分别小于3A和200V,远小于图1对应的值,因此可肯定图1不是开关分闸不同期引起的,而图3中零序过流75A的峰值也远大于图5对应的值,说明图3也不是开关不同期引起的。

2.2 对电机点动分闸伴随接地的仿真

为分析图1电机点动时接地情况,以2.1节中的参数为基础,使图4中的Rfo瞬间变为很小值来仿真电机点动分闸伴随接地的情况,波形如图6所示。

分析图6,得出以下结论。

(1)分闸瞬间接地发生零序电流尖峰。

(2)非故障线路零序电流尖峰与故障线回路的方向相反。

(3)非故障线路有零序电流衰减过程,而故障线路因开关分闸而没有此过程。

(4)零序电压突然产生且逐渐衰减。

2.3 设备瞬间接地又自恢复的仿真

为分析图2,仍以2.1节中的参数为基础,但不再分闸开关,只模拟C相对地电压上升时瞬间接地而后恢复的情况,同时为与永久接地故障比较,在最后增加一段永久接地小波形,如图7所示。

从图7中可知消弧线圈的作用。

(1)瞬间接地后,故障点对地电压幅值在消弧线圈作用下大幅缩减,之后逐渐恢复到相电压。

(2)在永久性接地故障下,故障线路的零序电流很小,因此难以判断故障线路。

2.4 与中性点不接地系统接地故障的仿真比较

对中性点不接地系统中单相接地故障进行仿真,可更清晰地了解消弧线圈的作用。为方便比较,仿真了正常状态、间歇性接地、故障消失、永久性接地的情况,如图8所示。

分析图8,可得出如下结论。

(1)在没有消弧线圈的情况下,故障点未被击穿时,其对地电压反而会变得更高,因此瞬间的对地击穿后将重演反复击穿。

(2)击穿的瞬间尖峰电流较大。

(3)若为永久接地,则没有消弧线圈的故障线路的零序电流明显比有消弧线圈的大。

3 消弧线圈接地系统特点分析

前述的猜想和仿真仍不能解释图3波形产生的原因,好在该系统的另一次接地故障和之后的系统运行方式切换操作过程中又录得类似波形,为找到图3波形产生原因提供了线索。单母分段的两条进线在母分运行时出现环流(在双回进线并联供电、每相阻抗不平衡的情况下,进线有零序电流),由于母分开关不同期,因此的分闸过程中产生较大的瞬时零序电流(这一零序电流只有一个尖脉冲),而经TA传变后又产生一个反相脉冲。由于整个过程对地绝缘良好,因此没有产生零序电压。

至此,可将消弧线圈接地系统接地特点分析和仿真结果做如下汇总。

(1)消弧线圈限制了接地故障发生后故障点对地电压的回升速度,为故障点绝缘恢复争取了时间。

(2)消弧线圈导致接地故障瞬间消失,使故障线路的判断变得困难。

(3)即使发生的是永久性故障,故障线路的零序电流也很小,且零序电流与零序电压的相角关系接近180°(在消弧线圈过补偿下),因此消弧线圈对故障线路零序电流的幅值和相位有影响,从而造成选线困难。

(4)在开关不同期的影响下,母分合、解环操作瞬间会产生较大的零序电流,可能使零序过流保护误动,此时可采用延时或电压闭锁的方法加以避免。

(5)由于不接地和经消弧线圈接地系统均存在本线路有接地故障时,零序电流和零序电压的第一个突变尖峰相反的共同特点,因此利用这一特点可在事后方便确定哪个回路曾发生瞬时接地故障。

(6)不接地系统发生间歇性接地时,零序电流峰值很高,其有效值可大于稳态接地时的幅值;因方形零序电压可与间歇接地电流相位差180°,故方向保护可能错判。

4 结束语

针对消弧线圈接地系统故障,建立适当的电路模型进行数学仿真,从电压角度理解消弧线圈的作用,找出接地故障中各电气量的变化规律,并提出通过波形识别、判断故障线路。

摘要：针对系统中发生的零序过流异常发信,分析录波图,做出相应事故原因猜想,并建模仿真加以证明;分析消弧线圈对开关不同期的影响和对零序方向判断、接地选线的干扰,指出环网操作中零序电流危险和间歇性接地带来的问题,并为改进消弧线圈选线原理提出了一个新的思路。

关键词：消弧线圈,零序,接地故障,继电保护,仿真

参考文献