智能變電站繼電保護(hù)在線運維系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

摘要：變電站繼電保護(hù)設(shè)備對保障電力系統(tǒng)的安全可靠運行起著決定性作用。在智能變電站技術(shù)條件下，繼電保護(hù)設(shè)備大量采用數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化技術(shù)，使得傳統(tǒng)的依賴人工定檢的運維方式更加復(fù)雜和困難，實現(xiàn)狀態(tài)檢修已成為發(fā)展趨勢。借助智能設(shè)備及運維系統(tǒng)自身的狀態(tài)采集及評估能力，為繼電保護(hù)運維人員提供檢修決策的依據(jù)，實現(xiàn)按設(shè)備運行工況進(jìn)行檢修，能夠準(zhǔn)確定位故障，縮短停電檢修時間，提高供電可靠性。

關(guān)鍵詞：智能變電站;狀態(tài)檢修;狀態(tài)監(jiān)測

一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的概念

我國的繼電保護(hù)裝置的種類繁多，所以在設(shè)備的選擇上應(yīng)該綜合的考慮電力系統(tǒng)情況，科學(xué)的選取保護(hù)設(shè)備，并且能夠根據(jù)設(shè)備的功能性進(jìn)行研究，保證設(shè)備能夠適應(yīng)繼電保護(hù)任務(wù)，能夠及時的對電力系統(tǒng)故障進(jìn)行判斷和警告。隨著電力行業(yè)的快速發(fā)展，繼電保護(hù)裝置應(yīng)該具有網(wǎng)路自動化的水平，以超高的靈敏能力應(yīng)對突發(fā)狀況，保證電力系統(tǒng)的安全性，同時，最大程度的降低系統(tǒng)故障發(fā)生率，發(fā)揮變電站運維技術(shù)的保護(hù)作用，合理的解決短褲問題，減少電力設(shè)備的損害程度。如今的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)和自動化技術(shù)正逐步被應(yīng)用于電力系統(tǒng)中，將這些技術(shù)同步使用，使繼電保護(hù)工作朝著智能化發(fā)展。單片機技術(shù)的應(yīng)用，也提高了繼電保護(hù)裝置的準(zhǔn)確性，給監(jiān)控人員的監(jiān)控和資料收集工作帶來了很大的便利。實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的網(wǎng)路控制調(diào)節(jié)功能。

二、設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測

變電站主要對裝置故障信息、動作保護(hù)信息和系統(tǒng)狀態(tài)信息進(jìn)行保護(hù)與監(jiān)控。其中。裝置故障信息可以根據(jù)繼電保護(hù)設(shè)備的運行工況進(jìn)行反應(yīng)，包括了設(shè)備自檢、硬件運行狀況、通信狀況、外部回路自檢等。但是傳統(tǒng)的裝置告警信息只能反映設(shè)備“正常”或“異常”的狀態(tài)量信息，無法辨識設(shè)備狀態(tài)的變化過程并起到預(yù)警作用。所以要求繼電保護(hù)設(shè)備能夠支持連續(xù)監(jiān)測關(guān)鍵的模擬量信息，并能通過通信方式向監(jiān)測系統(tǒng)輸出這些模擬量。監(jiān)測系統(tǒng)通過長期記錄這些模擬量，可發(fā)現(xiàn)設(shè)備狀態(tài)的變化規(guī)律，并結(jié)合設(shè)備損壞時的狀態(tài)特征，實現(xiàn)基于這些狀態(tài)信息的狀態(tài)監(jiān)測與檢修。當(dāng)前我國電網(wǎng)相關(guān)規(guī)定內(nèi)容已經(jīng)明確的定義了繼電保護(hù)設(shè)備的模擬量，包括溫度的實時監(jiān)控、通道黃曉的監(jiān)測和電壓的監(jiān)測，并且按照相關(guān)技術(shù)要求規(guī)范了設(shè)備的信息狀態(tài)。

三、二次回路的狀態(tài)監(jiān)測

3.1物理鏈路狀態(tài)建模

物理鏈條回路狀態(tài)的監(jiān)測，是實現(xiàn)智能變電站通信的重要網(wǎng)絡(luò)環(huán)節(jié)，通過對站內(nèi)控制層狀態(tài)的評估，實現(xiàn)變電站網(wǎng)絡(luò)的智能化發(fā)展。要實現(xiàn)物理鏈路狀態(tài)監(jiān)測，首先要能清晰地描述物理鏈路狀態(tài)的模型。物理鏈路上涉及很多設(shè)備對象，如保護(hù)裝置、合并單元、智能終端、交換機等，設(shè)備對象之間的通信又經(jīng)過很多中間環(huán)節(jié)，如板卡、端口、線纜等。

3.2物理鏈路狀態(tài)監(jiān)測

運維技術(shù)通過交換機發(fā)出的警示信號快速的捕捉物理鏈條的故障異常信息。但是對于網(wǎng)絡(luò)通信而言，大多數(shù)情況下發(fā)生通信告警的設(shè)備往往并不是真正發(fā)生通信故障的設(shè)備，所以常常需要在整個物理鏈路上搜索和定位故障設(shè)備。傳統(tǒng)的做法就是人工排查物理鏈路，逐步定位到故障設(shè)備。對于智能變電站龐大復(fù)雜的通信網(wǎng)絡(luò)，這種人工排查的方法費時費力，大幅延長了故障恢復(fù)時間。更為關(guān)鍵的問題是依靠這種人工排查的方法不一定能夠消除通信故障，有時網(wǎng)線連接完好，網(wǎng)卡指示燈正常，但是收不到信號報文，網(wǎng)絡(luò)通信仍然處于異常狀態(tài)。此時就可以作用運維技術(shù)來判斷網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，診斷故障的位置，并合理的進(jìn)行故障原因的排查，給監(jiān)測人員提供維修支持。

四、繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展趨勢

4.1計算機化管理

近年來隨著繼電保護(hù)技術(shù)的不斷進(jìn)步，服務(wù)電力系統(tǒng)的功能更加的全面，滿足了電力系統(tǒng)的發(fā)展要求。未來幾年，我國繼電保護(hù)技術(shù)主要向微機繼電保護(hù)技術(shù)的方面發(fā)展。微機繼電保護(hù)技術(shù)有以下3個特點：①實現(xiàn)繼電保護(hù)性能升級，使其更加有效。其能實現(xiàn)故障分量保護(hù)和自動控制。②結(jié)構(gòu)更加合理、能耗更低。③極具可靠性和靈活性，外部溫度變化不會對數(shù)字元件造成干擾，能實現(xiàn)巡檢和自檢，既可以人為操作，也能夠進(jìn)行遠(yuǎn)距離控制。微機保護(hù)應(yīng)用數(shù)學(xué)原理使繼電保護(hù)性能和水平不斷提高，加之近年來繼電保護(hù)系統(tǒng)的電壓水平不斷提高，為其開拓了無限的發(fā)展應(yīng)用空間。

4.2綜合自動化管理

計算機網(wǎng)絡(luò)背景下的電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作，實現(xiàn)了電力保護(hù)的高效性和多樣化發(fā)展特點。它在電力系統(tǒng)計算機網(wǎng)絡(luò)上作為智能終端存在，能對電力系統(tǒng)運行過程中的詳細(xì)故障信息進(jìn)行獲取，并將被保護(hù)元件信息和數(shù)據(jù)等傳送到網(wǎng)絡(luò)控制中心或終端。微機保護(hù)裝置既能對繼電保護(hù)功能進(jìn)行全面實現(xiàn)，也能在無障礙的背景下實現(xiàn)信息測量、控制和數(shù)據(jù)通信等，并使其處于統(tǒng)一界面內(nèi)，具有良好的應(yīng)用效果。

4.3智能化管理

我國電力系統(tǒng)繼電保護(hù)工作中網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)給繼電保護(hù)工作提出了更多創(chuàng)新性的發(fā)展原理和發(fā)展目標(biāo)。在電力系統(tǒng)繼電保護(hù)技術(shù)實踐過程中，可以將各種人工智能技術(shù)進(jìn)行同步結(jié)合和應(yīng)用，增加了繼電保護(hù)工作的安全性和有效性，實現(xiàn)了電力系統(tǒng)的正常運行，解決了系統(tǒng)運行過程中存在的故障問題，為人們的生產(chǎn)生活提供了更穩(wěn)定的用電環(huán)境。

五、結(jié)束語

傳統(tǒng)的檢修安措方式中存在著人工模板開檢修安措票的難度大，易導(dǎo)致誤操作，效率低，檢修安措票的管理存在缺陷等問題，可能導(dǎo)致安全事故，為在智能變電站檢修過程中，最大限度上避免這一系列問題帶來的不良影響，提高工作效率，保證檢修安全措施的有效性，有必要通過智能化的手段，利用信息技術(shù)為相關(guān)工作人員的操作提供幫助，減輕操作人員的負(fù)擔(dān)，便于操作人員能夠在最短的時間內(nèi)做出最正確的選擇進(jìn)行有效操作，避免事故的產(chǎn)生或者在盡可能降低事故可能帶來的損失，針對傳統(tǒng)檢修工作方式落后、管理水平低、檢修制度不完善、檢修人員綜合素質(zhì)差等一系列問題，以落實安全為基礎(chǔ)，以效益為中心為原則，保證智能變電站繼電保護(hù)在線運維系統(tǒng)安全運行。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉遠(yuǎn)波，孫月琴，黃太貴，等.智能變電站繼電保護(hù)二次回路在線監(jiān)測與故障診斷技術(shù)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2016（20）：148-153.

[2]楊民凱，武光升，徐慶忠.智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性研究[J].環(huán)球市場，2016（15）：141.

（作者單位：國網(wǎng)江蘇省電力公司常州分公司）

作者簡介：胡祝龍（1987.4.7-）;性別：男;籍貫：江蘇徐州;名族：漢;學(xué)歷：研究生;職稱：工程師;職務(wù)：變電值班員;研究方向：變電運行、智能變電站。