智能變電站二次設備維護策略的研究

摘要：隨著數字化變電站的發展，IEC 61850協議的推廣，解決了數字化后設備與設備間的互操作性、互換性的一個統一平臺協議。數字技術的可靠性，實時性，經濟性正在逐步提高。對數字化變電站的現狀和存在問題進行了分析和研究，討論了二次設備維護的必要性和可行性，并提出了二次設備缺陷查找的新方案。

關鍵詞：智能變電站 狀態 檢修

0 引言

智能變電站是由智能化一次設備（電子式互感器、智能化開關等）和網絡化二次設備分層（過程層、間隔層、站控層）構建，建立在IEC61850通信規范基礎上，能夠實現變電站內智能電氣設備間信息共享和互操作的現代化變電站。智能變電站是應用IEC61850進行建模和通信的變電站，智能變電站體現在過程層設備的智能化，整個站內信息的網絡化，以及開關設備實現智能化。智能變電站建設，二次設備滿足智能變電站的要求。整站網絡建立在IEC61850通信技術規范基礎上，按分層分布式來實現整站數字化實現變電站內智能電氣設備間的信息共享和互操作性。整站的網絡架構從整體上分為三層：站控層、間隔層和過程層。智能變電站可以實現站內設備的在線監測，自動化程度較高，滿足設備的狀態檢修技術要求。

1 智能變電站專業巡檢項目的確定

為能正確反映裝置的狀態，設備狀態評價應基于收集的信息，由維護人員做出綜合判斷。鑒于智能電子設備的特點，主要以運行和檢驗信息為主。常規項目的檢查同常規變電站相同，智能變電站除常規項目檢查外，還應檢查以下項目，才能正確反應裝置的狀態：①合并單元（MU）應無告警信息，查看菜單項中的激光功率變化情況；②GOOSE交換機信號燈指示正常；③GOOSE網絡通訊情況無告警信息；④網絡記錄儀、錄波器、信息子站分析歷史數據無異常；⑤戶外智能終端箱的防雨、防潮、防凍、防塵等措施應完好。

2 設備狀況評價項目的確定

利用收集到的設備各類狀態信息，依據相關標準，確定設備狀態和發展趨勢。設備狀態評價應基于收集的信息，由維護人員做出綜合判斷。鑒于智能電子設備的特點，主要以運行和檢驗信息為主。依據相關標準，設備狀態可劃分為正常狀態、異常狀態、嚴重狀態3類。正常狀態：各狀態量均符合標準要求，技術性能完好、運行工況穩定，不存在一般及以上等級的缺陷且與運行條件相適應。異常狀態：單項重要狀態量已發生明顯變化，接近或超過標準限值，存在可能影響安全運行的一般缺陷。嚴重狀態：技術性能下降嚴重，重要狀態量至少有1項嚴重超出標準限值，發生嚴重缺陷或危急缺陷，運行工況已不能適應運行條件要求。

3 異常處理

由于智能變電站過程層采用光纜作為媒介不同于常規的控制電纜，以此間隔單元任一智能電子設備關閉電源、故障異常處理及更換時，對整站一次及二次系統的影響和注意事項如下所示，維護中應予以特別注意。

間隔單元設備故障處理注意事項：①故障設備：間隔合并單元。注意事項：對雙套配置的，退出相應母差保護及本間隔保護，相關聯裝置出現報警信息。對單套配置的，一次必須停電，并退出母差相應間隔。②故障設備：母線PT 合并單元。注意事項：對從本合并單元引出電壓的裝置，根據裝置原理做出失去電壓后的相應處理。③故障設備：線路保護裝置。注意事項：對雙套配置的，對于配置線路失靈功能的母差保護，當保護裝置故障可能導致誤開出失靈GOOSE時，退出相應母差保護的失靈功能；反之，不考慮對母差保護失靈功能的影響，相關聯裝置出現報警信息。對單套配置的，一次必須停電，并退出母差相應線路間隔。④故障設備：母聯及分段保護裝置。注意事項：僅在充電時考慮，視為無保護狀態處理。⑤故障設備：備自投裝置。注意事項：退出備自投功能，相關聯裝置出現報警信息。⑥故障設備：主變保護裝置。注意事項：對雙套配置的，對于配置主進失靈功能的母差保護，當保護裝置故障可能導致誤開出失靈GOOSE時，退出相應母差保護的失靈功能；反之，不考慮對母差保護失靈功能的影響，相關聯裝置出現報警信息。對單套配置的，一次必須停電，并退出母差相應主變間隔。⑦故障設備：母線保護裝置。注意事項：對雙套配置的，應退出故障母線保護裝置防止其對系統造成影響，相關聯裝置出現報警信息。對單套配置的，母線將失去保護。⑧故障設備：主變過負荷聯切裝置。注意事項：主變過負荷時將失去聯切功能，相關聯裝置出現報警信息。⑨故障設備：低周低壓保護裝置。注意事項：系統將失去低頻低壓減載功能，相關聯裝置出現報警信息。■故障設備：間隔交換機。注意事項：影響本間隔GOOSE鏈路，應視失去本間隔保護處理?！龉收显O備：公用交換機。注意事項：根據交換機所處網絡位置以及網絡結構確定其影響范圍?？赡苡绊懩覆畋Ｗo、變壓器保護、過負荷聯切等公用設備?！龉收显O備：線路智能終端。注意事項：雙套配置時，考慮與本智能終端相關聯設備的影響。單套配置的，正常運行時考慮母差、聯切裝置、自投、低周減載及本保護不能執行本間隔動作的影響?！龉收显O備：母聯智能終端。注意事項：單套配置的，在充電保護投入時視為控斷處理，正常運行時考慮主變聯跳母聯（分段）、備自投母聯（分段）不能執行的影響。雙套配置時，考慮與本智能終端相關聯設備（如主變保護、備自投等）的影響。■故障設備：主進智能終端。注意事項：單套配置時，正常運行時考慮主變保護跳本側、母差跳本側主進不能執行的影響。雙套配置時，考慮與本智能終端相關聯設備的影響?！龉收显O備：主變本體智能終端。注意事項：影響通過本智能終端的遙控、遙調、遙信功能?！龉收显O備：PT智能終端。注意事項：影響通過本智能終端的遙控、遙信功能?！龉收显O備：GOOSE光纖通道。注意事項：影響通過該GOOSE鏈路連接的相關聯設備的運行?！龉收显O備：交流光纖通道。注意事項：影響通過該交流光纖連接的相關聯設備的運行。

4 采樣通道及GOOSE通道試驗方法

4.1 采樣數據通道異常試驗 對PT采集器、電流采集器、PT合并器的光纖輸入，分別進行插拔、臨界接觸、頻繁中斷等光纖異常試驗，保護告警燈亮，報“本側采樣數據異?！笔录?。裝置只對接收數據進行判斷，裝置內部定值和壓板控制。判斷原理，靠通道數據零漂判斷，無零漂表示某一部分光纖斷裂。對保護與間隔合并器的通信光纖進行插拔、臨界接觸、頻繁中斷等光纖異常試驗，保護告警燈亮，報“本側采樣通信中斷”事件。

4.2 GOOSE通道中斷試驗 如果配置有GOOSE接收功能，拔下保護的GOOSE接收光纖，保護告警燈亮，報“GOOSE接收中斷”事件。拔下保護裝置的發送光纖，也報保護告警燈亮，報“GOOSE接收中斷”事件。

交換機分全雙工和半雙工模式，采用全雙工模式，交換機對接收的數據進行判斷，交換機上的GOOSE輸入輸出端口，如果輸入端口沒有數據輸入到交換機，交換機認為此光口出問題，將屏蔽此光口的輸入輸出數據，保護裝置報本次采樣數據異常，本側光纖通道中斷。

交換機和智能單元的輸入輸出模式是：當智能終端的輸入端口出現問題（即交換機的輸出端口），智能單元將把帶有數據出錯的數據幀發送到交換機，由交換機返回到保護裝置，因此交換機能夠接收到智能單元發送到交換機的數據，所以交換機不會報警，也不會屏蔽這對交換機光端口。應由保護裝置判斷為智能單元采樣異常。

保護裝置的光纖通道中斷和采樣數據異常報警，報警燈在數據或通道沒有恢復之前不應該能夠被復歸掉。另外，保護裝置內不應該設置，判斷采樣數據異常和纖通道中斷的控制字，應當都判。

5 結語

智能變電站技術的應用是電力系統發展的需要，可大大減少二次設備和電纜的數量，克服目前常規保護狀態監測存在的困難。通過實際運行經驗證明智能變電站二次設備的巡檢和測試項目是合理的、有效的，發現了智能變電站二次設備運行中存在的一些問題并提出了解決方案，為智能變電站二次設備維護提供了有利的參考意見。

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作者簡介：

王韶華（1969-），男，山西陽泉人，畢業于華北工學院，工程師，多年從事電力生產與管理工作。