智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)研究

李 斌（國(guó)家廣播電視總局七六三臺(tái)，吉林 吉林 132400）

1 智能變電站繼電保護(hù)的基本概述

1.1 智能變電站的基本結(jié)構(gòu)

智能變電站的主要結(jié)構(gòu)包括“三層”“兩網(wǎng)”。“三層”是指站控層、過(guò)程層和間隔層。站控層是變電站的中心組成部分，在變電站運(yùn)行過(guò)程中可以隨時(shí)掌握各種信息，具有重要的作用。它通過(guò)采集的信息控制電力通信和同步對(duì)時(shí)。過(guò)程層是為了保護(hù)智能變電站設(shè)備而存在的，包括合并電源、智能終端、電壓互感器、開(kāi)關(guān)設(shè)備、電流互感器和短路器等結(jié)構(gòu)，工作時(shí)可以通過(guò)模擬智能變電站的用電量獲取開(kāi)關(guān)用電量。同時(shí)，過(guò)程層也可以進(jìn)行一定程度的信息采集工作。間隔層位于上述兩層之間，為智能變電站提供電力支持。它通過(guò)各種二次設(shè)備的同步工作保證主要設(shè)備的正常操作。“兩網(wǎng)”指的是過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)和站控層網(wǎng)絡(luò)，構(gòu)成了繼電系統(tǒng)的保護(hù)網(wǎng)。

1.2 智能變電站繼電保護(hù)機(jī)制

智能變電站中的過(guò)程網(wǎng)是繼電保護(hù)機(jī)制的重要組成部分。在實(shí)際運(yùn)行中，智能變電站繼電保護(hù)機(jī)制的各種信息和數(shù)據(jù)不是固定不變的。因此，在對(duì)繼電保護(hù)機(jī)制進(jìn)行采購(gòu)的時(shí)候，要充分考慮智能變電站的實(shí)際情況，判斷繼電保護(hù)機(jī)制能否滿(mǎn)足當(dāng)前變電站的需要。

2 智能發(fā)電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行技術(shù)應(yīng)用

智能變電站中，繼電保護(hù)設(shè)備可以有效減少系統(tǒng)運(yùn)行管理需要的人力和資金投資，同時(shí)降低安全事故發(fā)生的可能性。因此，要對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行持續(xù)改革和發(fā)展。

2.1 智能整定和在線(xiàn)校核技術(shù)

智能制定以及在線(xiàn)校核技術(shù)需要通過(guò)與智能變電站的智能控制系統(tǒng)的結(jié)合發(fā)揮作用。具體來(lái)說(shuō)，智能變電站的智能化控制系統(tǒng)與智能機(jī)電保護(hù)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)相互結(jié)合，通過(guò)收集數(shù)據(jù)詳細(xì)了解整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行情況和聯(lián)接通信情況，然后通過(guò)這些信息的計(jì)算和整合獲取系統(tǒng)內(nèi)部的作用關(guān)系。在明確系統(tǒng)之間的作用關(guān)系后，可以通過(guò)在系統(tǒng)內(nèi)建立虛擬的模型實(shí)現(xiàn)整定和校核。該技術(shù)可以變化無(wú)常設(shè)備信息保持相對(duì)穩(wěn)定，使各種數(shù)值保持在一定范圍[1]。

2.2 自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)

自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)的應(yīng)用可以進(jìn)一步促進(jìn)變電站的智能化。傳統(tǒng)變電站的保護(hù)中，最大的缺點(diǎn)在于只能對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，雖然可以對(duì)檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)的異常進(jìn)行提示，但是無(wú)法進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)整。設(shè)備發(fā)生異常和人受到異常提示通常有一定的時(shí)間差，使設(shè)備的維修工作存在延時(shí)。自適應(yīng)繼電保護(hù)技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，及時(shí)發(fā)現(xiàn)檢測(cè)中的異常并進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)。該技術(shù)最大的好處在于靈活調(diào)整設(shè)備異常情況。目前，該技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)達(dá)到了較高水平，可以調(diào)整和修復(fù)設(shè)備運(yùn)行中出現(xiàn)的常規(guī)障礙。總的來(lái)說(shuō)，自適應(yīng)用電保護(hù)技術(shù)具有及時(shí)、可靠以及靈活的特點(diǎn)，可以有效促進(jìn)繼電保護(hù)系統(tǒng)性能的發(fā)揮，保證發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定安全運(yùn)行。

3 智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)

3.1 智能變電站正常工作時(shí)的維護(hù)

應(yīng)加強(qiáng)對(duì)工作人員的專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)，使相關(guān)工作人員清楚了解智能變電站的運(yùn)行原理和設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，以便在使用相關(guān)機(jī)械和設(shè)備的同時(shí)對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。即使在智能變電站正常工作時(shí)，也要關(guān)注相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行狀況。具體而言，相關(guān)工作人員應(yīng)該做到以下三個(gè)方面。第一，工作人員按照標(biāo)準(zhǔn)操作時(shí)，記錄對(duì)機(jī)電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行情況，并在每天的會(huì)議上上報(bào)，使所有的工作人員能掌握繼電保護(hù)設(shè)備的情況，從而在出現(xiàn)異常時(shí)采取針對(duì)性的措施。第二，工作人員應(yīng)該根據(jù)系統(tǒng)獲取的信息處理設(shè)備，出現(xiàn)異常時(shí)要針對(duì)了解的設(shè)備狀況和統(tǒng)計(jì)信息判斷異常，如果是嚴(yán)重的異常，應(yīng)立即聯(lián)系專(zhuān)業(yè)維修人員，同時(shí)安排好異常之后的善后工作。第三，當(dāng)出現(xiàn)短路器自動(dòng)斷開(kāi)情況時(shí)，應(yīng)逐一排查現(xiàn)場(chǎng)情況，分析故障的原因。當(dāng)繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重異常情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)切斷開(kāi)關(guān)，請(qǐng)專(zhuān)業(yè)維修人員來(lái)現(xiàn)場(chǎng)維修[2]。

3.2 智能變電站發(fā)生異常時(shí)的維護(hù)

智能變電站的運(yùn)行發(fā)生異常時(shí)，要根據(jù)具體情況維護(hù)繼電保護(hù)設(shè)備，尤其是面對(duì)非常規(guī)異常情況，需要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況制定詳細(xì)的維護(hù)方案。以下為四種智能變電站容易出現(xiàn)的非常規(guī)異常和對(duì)應(yīng)的維護(hù)措施。

3.2.1 信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常

出現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常情況時(shí)，應(yīng)該先分析相關(guān)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)資料，根據(jù)數(shù)據(jù)判斷產(chǎn)生異常的具體原因，以此判斷發(fā)生故障的具體設(shè)備。確認(rèn)清楚異常的設(shè)備后，可以針對(duì)性地開(kāi)展維修。但是，如果是GOOSE通信故障，則需要請(qǐng)專(zhuān)業(yè)人員進(jìn)行進(jìn)一步分析，制定更加詳細(xì)的維護(hù)方案。

3.2.2 公用信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常

公用信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常情況出現(xiàn)后，主要會(huì)對(duì)變壓器、母線(xiàn)的保護(hù)設(shè)備以及過(guò)負(fù)荷的聯(lián)切設(shè)備造成影響。解決方法是先查看網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析異常的原因，結(jié)合技術(shù)手段處理異常。需要注意，這種情況導(dǎo)致的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常通常會(huì)造成較大范圍影響，因此出現(xiàn)這種故障時(shí)要提前做好現(xiàn)場(chǎng)的安排工作，以最大化地降低損失。

3.2.3 MU異常

MU異常是指在電壓互感器和電子式電流接口裝置的合并單元出現(xiàn)的異常。當(dāng)出現(xiàn)MU異常時(shí)，最重要的是要詳細(xì)檢查繼電設(shè)備，尤其是對(duì)細(xì)節(jié)部位的檢查，然后根據(jù)檢查結(jié)果采取針對(duì)性的維修。依據(jù)經(jīng)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，MU異常通常是繼電設(shè)備的某一個(gè)細(xì)節(jié)裝置出現(xiàn)了故障。

3.2.4 繼電保護(hù)設(shè)備的智能終端異常

繼電保護(hù)設(shè)備最大的特點(diǎn)是智能，而實(shí)現(xiàn)智能化主要源于智能終端。因此，一旦智能終端出現(xiàn)故障，如出現(xiàn)跳閘情況，工作人員不能忽視問(wèn)題的嚴(yán)重性，不應(yīng)直接重新打開(kāi)電閘，而應(yīng)該請(qǐng)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)維修人員通過(guò)具體的現(xiàn)場(chǎng)考察和數(shù)據(jù)分析判斷具體的異常設(shè)備，從而采取相應(yīng)的維修措施。這種異常的特點(diǎn)是維修需要的技術(shù)水平較高且對(duì)整個(gè)智能變電站影響較大，因此處理這種情況應(yīng)及時(shí)聯(lián)系專(zhuān)業(yè)的維修人員維修[3]。

4 智能發(fā)電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)的質(zhì)量控制

4.1 重視光導(dǎo)纖維應(yīng)用

光導(dǎo)纖維是繼電保護(hù)設(shè)備采集各種信息和進(jìn)行邏輯分析的基礎(chǔ)。因此，為了提高繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行效率，以適應(yīng)智能變電站的發(fā)展速度，要將光導(dǎo)纖維應(yīng)用到繼電保護(hù)設(shè)備中。同時(shí)，光導(dǎo)纖維的應(yīng)用除了可以提高信息的傳輸速度之外，還能解決電磁互感器工作時(shí)產(chǎn)生的相關(guān)問(wèn)題。

4.2 設(shè)立管理監(jiān)督人員

為了保證繼電保護(hù)設(shè)備在運(yùn)行的各個(gè)環(huán)節(jié)的效果，除了相關(guān)的操作人員，還需要設(shè)立專(zhuān)門(mén)的管理和監(jiān)督人員。管理監(jiān)督人員要具備對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行原理和繼電保護(hù)設(shè)備結(jié)構(gòu)的了解，同時(shí)要掌握專(zhuān)業(yè)的管理學(xué)知識(shí)。當(dāng)智能發(fā)電站出現(xiàn)故障時(shí)，能夠通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查和專(zhuān)業(yè)分析確定故障原因，然后根據(jù)具體情況指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)人員排除故障。另外，管理監(jiān)督人員要監(jiān)督工作人員的操作，保證繼電保護(hù)設(shè)備的操作嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。除了人員管理之外，管理監(jiān)督人員還要對(duì)設(shè)備進(jìn)行管理，包括對(duì)繼電設(shè)備的壽命周期管理、從采購(gòu)安裝到運(yùn)行的情況管理和對(duì)設(shè)備日常維護(hù)的管理。

4.3 建立設(shè)備的日常管理體系

智能發(fā)電機(jī)的繼電保護(hù)設(shè)備在日常使用過(guò)程的維護(hù)管理，對(duì)設(shè)備的正常運(yùn)行有著重要意義。因此，應(yīng)該建立對(duì)設(shè)備的日常管理體系，完善日常維護(hù)工作。第一，要保持設(shè)備本身以及周邊環(huán)境的衛(wèi)生狀況，及時(shí)清理。第二，要定時(shí)保養(yǎng)設(shè)備，如要定時(shí)關(guān)注設(shè)備中油的使用情況，保證油壓處在正常范圍，要定時(shí)記錄和上報(bào)設(shè)備的磨損情況。第三，當(dāng)發(fā)現(xiàn)設(shè)備有運(yùn)行障礙時(shí)，及時(shí)停止運(yùn)行，避免因設(shè)備故障而產(chǎn)生作業(yè)事故。第四，改良現(xiàn)有設(shè)備，創(chuàng)新現(xiàn)有的技術(shù)，尤其是與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能發(fā)電站整個(gè)用電系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)與控制。

5 結(jié) 論

要實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)變電站的保護(hù)工作，除了對(duì)設(shè)備維護(hù)以外，還要進(jìn)行技術(shù)改革。目前，我國(guó)雖然在相關(guān)技術(shù)上取得了一定進(jìn)步，但是為了電力系統(tǒng)后續(xù)的穩(wěn)定發(fā)展，還需要將更多技術(shù)應(yīng)用到繼電保護(hù)中，如引進(jìn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一體化技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)完成繼電設(shè)備的全自動(dòng)化監(jiān)測(cè)與調(diào)整，降低人工資源的投入，在降低繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行成本的同時(shí)，提高設(shè)備的保護(hù)效果。