變電站繼電保護(hù)典型缺陷的處理及分析

摘 要：隨著變電站的繼電保護(hù)越來(lái)越智能化，為了最大限度的防止變電站繼電保護(hù)缺陷現(xiàn)象發(fā)生，當(dāng)前最好的辦法就是首檢過(guò)程中遇到的主變后備保護(hù)正確動(dòng)作，但是開關(guān)拒動(dòng)的缺陷著手開始尋找產(chǎn)生這些缺陷的原因以及處理方法。本文將會(huì)結(jié)合南方某運(yùn)維站變電站為實(shí)際案例，具體闡述主變壓器保護(hù)配置的典型缺陷加以分析，通過(guò)自身多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)提出一些相關(guān)建議，希望能夠得到一些借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：變電站；典型缺陷；繼電保護(hù)

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.144

1 變電站繼電保護(hù)的具體特點(diǎn)

歸納的說(shuō)，變電站繼電保護(hù)的特點(diǎn)主要包括如下幾項(xiàng)。

1.1 GOOSE報(bào)文傳輸機(jī)制

經(jīng)過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，變電站GOOSE通信技術(shù)就目前而言在IEC.61850通信規(guī)約中能夠以最快速度通信報(bào)文傳送至目的地，通過(guò)這種方式來(lái)對(duì)相應(yīng)信息加以閉鎖和監(jiān)測(cè)，以及保護(hù)跳閘等快速傳輸變電站事件。通過(guò)以往大量的實(shí)踐結(jié)果表明，在使用GOOSE報(bào)文通過(guò)數(shù)據(jù)幀的形式進(jìn)行傳播的前提下每幀報(bào)文包含應(yīng)用標(biāo)識(shí)、允許生存時(shí)間等關(guān)鍵信息。需要特別提醒的是，GOOSE報(bào)文以五秒間隔進(jìn)行傳輸（在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下），當(dāng)事件發(fā)生變化時(shí)，報(bào)文以2ms間隔重傳兩次，之后以4ms與6ms間隔傳輸兩次后就會(huì)在瞬間恢復(fù)正常狀態(tài)。當(dāng)GOOSE報(bào)文的接收方在TAL不高于4T參數(shù)時(shí)間內(nèi)無(wú)法接受到報(bào)文的情況下，通常會(huì)發(fā)生斷鏈告警現(xiàn)象。

1.2 繼電保護(hù)如何實(shí)現(xiàn)

事實(shí)表明，當(dāng)前在市面上所使用變電站的繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)變電站在通信方式上都有很大的不同。為什么會(huì)這么說(shuō)呢？因?yàn)樽冸娬镜谋Ｗo(hù)裝置絕大多數(shù)是通過(guò)光纖通信的，歸納的說(shuō)，就是在原有三層結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上搭建過(guò)程層以及站控層網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)裝置之間不僅僅可以通過(guò)光纖連接（點(diǎn)對(duì)點(diǎn)），與此同時(shí)還可以通過(guò)交換機(jī)組網(wǎng)連接。需要值得注意的是，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接雖然說(shuō)穩(wěn)定性比較高但是輸出數(shù)據(jù)量比較有限，在這種情況下最好的方式就是通過(guò)組網(wǎng)連接方式實(shí)現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的信息共享。就目前而言，變電站的報(bào)文的傳輸方式主要有兩種：第一種是建立在發(fā)布者訂閱者基礎(chǔ)上的組播傳播方式，指的是GOOSE報(bào)文與SV報(bào)文。其中使用SV報(bào)文的目的在于能夠快速準(zhǔn)確的傳輸模擬量，使用GOOSE報(bào)文的目的是可以使傳輸測(cè)控裝置遙控命令最大限度的準(zhǔn)確無(wú)誤，保護(hù)裝置跳合閘命令，最終實(shí)現(xiàn)一次設(shè)備通信信號(hào)及時(shí)傳輸至指定地點(diǎn)。

2 原因分析

下面以太倉(cāng)運(yùn)維站為例加以分析，如下圖（圖1）所示。

通過(guò)反復(fù)的實(shí)踐證明，在保護(hù)開出傳動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中聽到GOOSE跳閘聲音并且能夠立即接收到相應(yīng)信息（自發(fā)狀態(tài)下），在檢查終端過(guò)程中發(fā)現(xiàn)以下三種現(xiàn)象。第一、在主變保護(hù)上開出模擬信號(hào)，終端的相應(yīng)位置并未接收到跳閘命令，開關(guān)依然處于閉合狀態(tài)。第二、拔掉差動(dòng)跳低2分支直跳光纖，終端報(bào)網(wǎng)絡(luò)不正常。第三、拔掉低2分后備跳低2分支直跳光纖，終端沒(méi)有報(bào)網(wǎng)絡(luò)異常。除此之外，GOOSE接收配置沒(méi)有綁定任何一個(gè)光口，也就是跳低2分支直跳光口沒(méi)有做任何使能，這樣一來(lái)我們就找到了保護(hù)無(wú)法跳閘的原因。查出問(wèn)題的癥結(jié)所在之后，經(jīng)過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)廠家技術(shù)人員在廣豐變現(xiàn)場(chǎng)對(duì)低2分支終端消缺過(guò)程中出現(xiàn)了失誤，因?yàn)樵摴ぷ魅藛T勾掉此光口。另外，由于進(jìn)行保護(hù)開出傳動(dòng)試驗(yàn)過(guò)程中GOOSE能夠自動(dòng)的發(fā)送和接受信息，這是由于它處于跳閘狀態(tài)，從這個(gè)層面上來(lái)看低2后備保護(hù)裝置處于正常狀態(tài)，光功率滿足相關(guān)要求。檢查終端發(fā)現(xiàn)在主變低2保護(hù)上模擬開出，終端并未接收到跳閘命令，開關(guān)沒(méi)有跳開，這就說(shuō)明終端和低2后備的GOOSE通訊出現(xiàn)了一些故障，并且是終端接收GOOSE不成功，具體如下圖（圖2）所示。

此時(shí)終端顯示正常，表明保護(hù)和終端之間沒(méi)有通過(guò)虛端子連接在一起，這樣就會(huì)導(dǎo)致SCD文件配置不正確。拔掉差動(dòng)跳低2分支GOOSE直跳光纖，終端報(bào)網(wǎng)絡(luò)顯示不正常，說(shuō)明差動(dòng)保護(hù)和終端通訊處于正常狀態(tài)，虛端子連接沒(méi)有任何問(wèn)題。這種情況下，相關(guān)工作人員需要做的就是仔細(xì)檢查終端GOOSE接收配置，進(jìn)而逐個(gè)消除故障。除了這些問(wèn)題外，還存在以下兩種問(wèn)題。第一、采用光纖通信技術(shù)較為頻繁的時(shí)候，站內(nèi)保護(hù)裝置的運(yùn)行會(huì)受到光纖鏈路一定程度的影響（具體情況需要具體分析）。主要表現(xiàn)在過(guò)程層設(shè)備絕大多數(shù)時(shí)候處于站內(nèi)一次設(shè)備區(qū)位置，運(yùn)行環(huán)境比較惡劣。其次是由于光纖本身質(zhì)地相對(duì)比較容易發(fā)生折損，一旦出現(xiàn)這種情況極易造成通道衰損，這樣一來(lái)或多或少的必然會(huì)降低傳輸功率。第二、對(duì)交換機(jī)的依賴程度比較大，制約了報(bào)文傳輸質(zhì)量。一般地說(shuō)，GOOSE組網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)流量還比較小，有些時(shí)候?yàn)榱俗畲笙薅鹊陌l(fā)揮光纖通信優(yōu)勢(shì)，采用SV組網(wǎng)，相比較而言采用這種方式每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相對(duì)就會(huì)比較大，對(duì)交換機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力要求更高。目前以太網(wǎng)交換機(jī)在變電站長(zhǎng)期運(yùn)行穩(wěn)定性有待進(jìn)一步提高，過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)星型連接方式的交換機(jī)網(wǎng)絡(luò)冗余性比較差，交換機(jī)的運(yùn)行維護(hù)措施也較為簡(jiǎn)單。第三、對(duì)交換機(jī)的依賴程度比較大，制約了報(bào)文傳輸質(zhì)量。

3 處理變電站繼電保護(hù)典型缺陷的方式

隨著新技術(shù)和新設(shè)備的不斷涌現(xiàn)，不僅提升了變電站繼電保護(hù)性能，同時(shí)也帶來(lái)了一些新的問(wèn)題，目前最好的方式就是采用SCD文件關(guān)鍵技術(shù)。它記錄了與變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行相關(guān)的大數(shù)據(jù)，為更深層找到缺陷原因提供了便利，同時(shí)指出了如何從根本上杜絕此類事件的發(fā)生。總的來(lái)說(shuō)，就是通過(guò)變電站配置描述語(yǔ)言建立分層信息模型，描述模型中的邏輯節(jié)點(diǎn)（用LN表示）、數(shù)據(jù)屬性（用DA表示）以及相應(yīng)數(shù)據(jù)（用DO表示），通過(guò)這種方式實(shí)現(xiàn)設(shè)備的配置信息的實(shí)時(shí)互聯(lián)互通。事實(shí)證明，SCD文件配置是否正確，直接影響機(jī)電保護(hù)功能的正確性，是實(shí)現(xiàn)機(jī)電保護(hù)功能的重要前提。另外，就是采用GOOSE網(wǎng)跳的方式，它不需要配置物理首發(fā)端口，簡(jiǎn)單安全可靠。雖然說(shuō)報(bào)文傳輸時(shí)間相對(duì)比較長(zhǎng)，但是能夠完全滿足工程的實(shí)際需求。

4 總結(jié)語(yǔ)

綜上所述，變電站繼電保護(hù)相對(duì)傳統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，大大減少了二次電纜的使用，但是同時(shí)也導(dǎo)致了二次回路不易察覺(jué)，為了更好的維護(hù)SCD文件不會(huì)遭受任何損耗（包括內(nèi)部或者外部的各項(xiàng)因素），相關(guān)工作人員首先需要做的就是對(duì)SCD文件描述的信息深刻理解，掌握SCD內(nèi)部的虛擬二次回路是如何實(shí)現(xiàn)的各種方式，通過(guò)這種方式制定出保障SCD文件的正確措施并且監(jiān)督落地執(zhí)行，從而總結(jié)出變電站檢修的安全措施，保障變電站的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

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作者簡(jiǎn)介：邱鈞蘭（1977-），女，江西崇義人，本科，工程師，主要研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護(hù)及自動(dòng)化。endprint