智能變電站繼電保護的運行和維護技術(shù)探析

王立權(quán)

摘要：當(dāng)前，智能變電站獲得高速發(fā)展，而創(chuàng)新電網(wǎng)逐漸發(fā)展出了智能變電站，繼電保護技術(shù)將獲得全新的發(fā)展機會，但也將迎接大量的挑戰(zhàn)。繼電保護裝置的安全性與速動性會對智能變電站的運行水平產(chǎn)生直接影響。對此，本文首先介紹了智能變電站繼電保護技術(shù)相關(guān)理論進行了闡述，然后對智能變電站繼電保護運行維護技術(shù)進行了研究。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護：運行；維護技術(shù)

引言

智能電網(wǎng)的發(fā)展亟待促進了我國繼電保護技術(shù)發(fā)展，使其獲得了一個全新的發(fā)展階段，智能變電站全面革新了電網(wǎng)發(fā)展理念，因而在繼電保護的原理、維護與運行等方面取得了全新的發(fā)展思路。繼電保護在智能變電站中需要滿足較高條件的安全性、可靠性與速動性。所以，亟待對智能變電站繼電保護的運行與維護技術(shù)進一步展開研究，進而促進我國電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展。

1智能變電站概述

目前，智能變電站在電網(wǎng)系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，而繼電保護系統(tǒng)能對電網(wǎng)運行環(huán)境進行優(yōu)化，所以，亟待進一步研究繼電保護系統(tǒng)。智能變電站的結(jié)構(gòu)由以下幾個部分組成：第一，過程層。其主要包括各類電子式電流互感器、電壓互感器、智能斷路器與開關(guān)設(shè)備、合并單元與智能終端，其目的在于全站保護設(shè)備的信息采集，同時合并單元處理之后形成全數(shù)字信號上送過程層網(wǎng)絡(luò)。第二，站控層。站控層是智能變電站最抽象和最高級別的管理層，也是智能變電站的控制中樞，通過電力通信、系統(tǒng)對時、站域控制等功能，實現(xiàn)全站保護和控制設(shè)備的狀態(tài)采集和信息交換，對采集到的保護信息進行邏輯判斷，并輸出相應(yīng)的跳閘、閉鎖等控制邏輯。第三，間隔層。間隔層是過程層和站控層之間的過渡層，主要是指各類二次設(shè)備，包括繼電保護裝置、安全自動裝置、各類監(jiān)控和測量儀表等，對智能變電站中繼電保護的運行和維護技術(shù)的研究，就是在間隔層展開。

2智能變電站繼電保護技術(shù)分析

2.1繼電保護中的變壓器保護部分

在智能變電站中，過程層中包含了變壓器保護。繼電保護在智能變電站變壓器中的配置是以分布式的形式，能達到差動保護的目的。而針對變壓器繼電保護后備設(shè)備可選擇集中式進行安裝，后備設(shè)備的作用即為提升變壓器的安全性能。在繼電保護中，變壓器工作與非電量保護模塊具有很大關(guān)聯(lián)，該模塊的安裝形式為獨立安裝，設(shè)備連接方式為電纜形式，通過電纜，能夠?qū)嗦菲鬟B接到變壓器，如果變壓器安全性較低，則非電量保護模塊就能夠立即發(fā)出跳閘指令，對變壓器起到保護作用。

2.2繼電保護中的線路保護部分

現(xiàn)如今，線路繼電保護已經(jīng)不需要連接至GOOSE網(wǎng)上，而是直接接入智能變電站中，直接監(jiān)督智能變電站運行，這樣不僅能夠有效縮短繼電保護所需時間，而且還能夠有效提高繼電保護設(shè)備應(yīng)用效率。測控裝置在智能變電站中主要是為了檢測智能變電站的運行狀態(tài)，在安裝測控設(shè)備時必須設(shè)置一定的間隔，其檢測原理即為把檢測信息傳遞到GOOSE網(wǎng)絡(luò)上，接著利用GOOSE網(wǎng)連接繼電保護設(shè)備，利用模塊單元感應(yīng)數(shù)據(jù)信息，接著再提供保護性指令。在進行檢測時，若智能變電站終端存在一定的風(fēng)險，繼電保護設(shè)備將會產(chǎn)生跳閘信號保護終端。

2.3繼電保護中的母聯(lián)保護部分

在智能變電站中，母聯(lián)具有分段保護特性，其繼電保護的結(jié)構(gòu)形式比較簡單，根據(jù)母聯(lián)分段要求，可以將保護連入智能變電站中。值得注意的是，對于不同的母聯(lián)系統(tǒng)，可以采用不同的采樣和跳閘工作，這樣有利于繼電保護設(shè)備更好的發(fā)揮保護作用。在母聯(lián)繼電保護中，GOOSE網(wǎng)處于獨立運行狀態(tài)，通過跨間傳輸，可以對母聯(lián)系統(tǒng)起到很好的保護作用。現(xiàn)階段，繼電保護設(shè)備的配置可以達到很好的測控和保護作用，能夠有效避免母聯(lián)保護失效。

3智能變電站運行維護技術(shù)

3.1正常運行時

3.1.1繼電保護裝置的維護

（1）專業(yè)巡視目標和調(diào)整周期。目前，智能變電站具有全面監(jiān)控二次系統(tǒng)的作用，先進的設(shè)各自檢系統(tǒng)能對設(shè)備的運行情況進行實時監(jiān)測，及時將設(shè)備存在的不足與運行故障找出來。對此，在日常巡視工作中的主要責(zé)任為維護變電設(shè)備，重點對設(shè)備及信息通訊系統(tǒng)的運行情況進行監(jiān)測。在應(yīng)用自檢系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能大大減少專業(yè)巡視的次數(shù)和巡視工作量，同時進一步提高智能變電站的運行效率，有效降低運行成本。（2）重視運行參數(shù)和設(shè)備信息的備份工作。對于目前的智能變電站中，應(yīng)用了大量的電子設(shè)備與信息通訊設(shè)備，并且因為存在自檢系統(tǒng)，能充分保證運行變電站日常運行過程的安全穩(wěn)定，在運行過程中能保存大量的運行數(shù)據(jù)與設(shè)備信息，將這部分數(shù)據(jù)與信息的備份工作落實到位。（3）必須強化檢修與維護通訊光線工作。為實現(xiàn)暢通的智能變電站通訊，現(xiàn)階段應(yīng)用了大量的電子設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)通訊裝置，光纖逐漸代替了二次電纜。所以，在目前智能變電站日常運行中，要有效開展檢修與維護通訊光纖工作。

3.1.2網(wǎng)絡(luò)交換機和報文分析儀

（1）首先，必須重視IEC61850的一致性測試，檢查網(wǎng)絡(luò)交換機以及相關(guān)通信設(shè)備是否符合IEC61850要求的一致性，是否符合相關(guān)技術(shù)標準及技術(shù)要求，網(wǎng)絡(luò)交換機的型號、配置及參數(shù)也必須保證與要求相符。其次，定期檢查網(wǎng)絡(luò)交換機的以太網(wǎng)端口設(shè)置、速率、鏡像功能是否正常，確保網(wǎng)絡(luò)交換機內(nèi)部的生成樹協(xié)議，VLAN設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)流量與設(shè)計要求一致，實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)交換機的冗余度、傳輸延時等運行性能，確保網(wǎng)絡(luò)交換機的各方面性能能夠滿足設(shè)備運行要求。（2）必須重視報文分析儀的檢修與維護工作。報文分析儀是對通信系統(tǒng)中傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)報文進行完全記錄的重要設(shè)備，當(dāng)智能變電站設(shè)備運行時出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，即可通過報文分析儀進行檢測與查詢，主要起到第三方保護記錄、報文監(jiān)視的作用。另外，還能夠監(jiān)視通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)。

3.1.3智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)

（1）智能變電站采用了全站統(tǒng)一的SCD配置文件，因此變電站監(jiān)控系統(tǒng)維護人員應(yīng)重點檢查全站的SCD配置文件集成是否正確，各個設(shè)備的MMS數(shù)據(jù)集配置是否符合運行要求，以及站控層的GOOSE閉鎖邏輯是否正確，在檢查完畢后還應(yīng)對相關(guān)數(shù)據(jù)一一驗證，保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行。（2）智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)在對程序化操作功能的檢查中，必須要求變電站所有設(shè)備滿足單間隔、多間隔、保護功能投退等程序化操作的要求，以提高監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2異常情況時

3.2.1間隔合并單元故障

針對目前智能變電站的運行狀態(tài)，產(chǎn)生頻率最高的即為合并單元，必須在檢修和維護設(shè)備時給予高度重視，深入研究合并單元故障形成的根源。在產(chǎn)生合并單元故障時，對于單套配置的間隔，必須申請把對應(yīng)的間隔單元開關(guān)退出運行。而針對雙套配置間隔，必須使用本間隔和故障合并單元對應(yīng)的保護出口壓板退出，并且要退出故障合并單元對應(yīng)的母線保護裝置。

3.2.2智能終端故障

在智能變電站中，智能終端主要負責(zé)開關(guān)設(shè)備的跳合閘，如果智能終端有故障產(chǎn)生，則會極大影響運行設(shè)備的跳合閘。在智能終端產(chǎn)生故障時，要及時退出智能終端的出口壓板，防止在出現(xiàn)故障時智能終端存在不跳閘的現(xiàn)象，接著要查清楚智能終端產(chǎn)生故障的原因，并及時排除故障。

3.2.3交換機故障

當(dāng)交換機故障發(fā)生時，需要根據(jù)相關(guān)資料來對故障給網(wǎng)絡(luò)造成的影響進行分析，然后再對故障交換機的類型進行判斷，一旦過程層GOOSE網(wǎng)間隔交換機出現(xiàn)故障時，則會對本間隔交換機的GOOSE鏈路帶來影響，從而導(dǎo)致故障交換機所連接的保護失去作用。

結(jié)語

智能變電站的繼電保護形態(tài)和運行模式產(chǎn)生了極大改變，正常運行和異常情況的運行維護技術(shù)要有針對性研究。在智能變電站正常運行過程中，要加強維護繼電保護裝置、交換機與報文分析儀及變電站監(jiān)控系統(tǒng)的運行動態(tài)進行隨時跟蹤了解；對于異常情況而言，主要是檢修和維護間隔合并單元障礙、智能終端故障、交換機故障及過程層GOOSE網(wǎng)公用交換機故障，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，確保智能變電站運行的穩(wěn)定性與安全性。