探究110kV智能變電站繼電保護的運行維護

陳武

湖南長遠鋰科股份有限公司 湖南長沙 410000

當前電網技術不斷的發展，我國目前新建的變電站均為智能變電站。通過智能變電站的建設，有效實現了各級電網的協調發展，以我國的特高壓電網為基礎，讓通信技術、信息技術、計算機技術實現了集成化，是當前的一種新型電網模式。智能變電站在運行過程中能夠為人們提供質量更高的電力資源，但在智能電網中對繼電保護的要求也非常高，很多智能變電站的繼電保護系統仍存在一定問題，且智能電網運行中繼電保護也沒有有效的實現普及，因此，需要加強對智能電網繼電保護系統的分析，明確繼電保護的重要性，應用恰當的措施落實智能變電站的繼電保護全過程管理。

1 110kV智能變電站繼電保護系統的特點

110kV智能變電站繼電保護系統的核心任務是妥善處理供電系統中出現的各類故障，從而保證供電系統的可靠運行。智能變電站繼電保護系統具有較好的靈敏性，一旦供電系統當中的某個電氣設備出現故障，繼電保護系統可以立即作出反應。一般來講，110kV智能變電站繼電保護系統由以下幾部分構成：智能終端、電子互感器與合并單元等。若智能變電站繼電保護系統發生運行故障，系統能夠立即分離電網和相關保護裝置，而且可有效監控智能變電站，如果設備出現故障，系統能夠自動發出警報信號，提醒相關人員進行維修[1]。

2 110KV智能變電站繼電保護系統面臨的若干問題

2.1 計算失誤及人為失誤

計算失誤是當前智能變電站繼電保護系統中面臨的重要問題，出現計算失誤將會讓智能變電站繼電保護系統面臨非常大的風險。因此，在實際的過工作過程中，必須要加強對計算失誤現象的控制，有效的保障智能變電站繼電保護運行安全性與穩定性。通常情況下，計算失誤出現的主要原因是對繼電保護系統定值整定計算出現故障。

2.2 在線狀態檢修準確性比較低

智能變電站繼電保護系統之中，如果光纖穩定性能比較差，會影響繼電保護系統的安穩運行，從實踐角度來分析，若光纖發生破損，保護設備與智能終端間的繼電保護系統會喪失部分功能。當GOOSE與SV插件發生故障，智能變電站繼電保護系統也會喪失功能。出現上述現象的主要原因是系統的在線狀態檢修不準確導致的，為了保證110kV智能變電站繼電保護系統安全運行，檢修人員需要加強定期檢修，提高系統在線狀態檢修的精確性。

2.3 越級跳閘及延時跳閘

智能變電站繼電保護中的越級跳閘和延時跳閘是最為常見的故障。在繼電保護系統運行時，開關保護部分出現錯誤，將會造成越級跳閘。通過對當前電網的調查發現，負荷越集中的地方越容易發生越級跳閘故障。另外，智能變電站中的某一部分線路出現短路時，繼電保護系統將會出現拒動現象，這一情況將會導致線路短路現象嚴重化，為了對電網進行保護，繼電保護裝置將會出現延時跳閘[2]。

3 提高110kV智能變電站繼電保護的運行維護水平的有效措施

3.1 保護網跳閘延時分析

保護網跳閘延時發生，主要有兩個決定因素，報文發送及網絡傳輸延時。報文發送延時主要為裝置通信處理器報文處理延時。在通過智能變電站使用工程動模的方式進行測試后發現，裝置各個端口處理延時為25μs，即第一個端口處理延時達到25μs，第二個則為50μs，以此進行類推。網絡傳輸延時問題多是因為多處延時構成，主要包含如下因素，交換機存儲轉發出現延時的情況?，F階段，智能變電站所使用交換機都是轉發存儲原理，進行單臺交換機延時的計算時，可以直接用幀長比于傳輸速度得到計算結果，假若使用光口為100Mb/s，最大幀長為1522b，同行部幀頭8b，交換及轉發存儲的延時則為122μs；如果是千兆端口存儲，則轉發延時則為12s。交換機的交換出現延遲，交換延遲為固定的值，主要受到交換機優先功能、芯片處理等功能速度影響，工業以太網交換機的延遲一般為10μs以下。光纜傳輸發生延遲，主要由光纜長度影響，以光纜長度比與光纜光速，光纜光速即是光速的2/3，就能得到延時值。例如，1km的光纜，傳輸的延時大約在5μs。交換機幀排隊發生延時，幀沖突主要在廣播以太網中出現，以太網交換機和隊列結合，進行存儲轉發，能夠使得共享性以太網幀沖突問題得到解決，幀排隊延時問題則可以通過幀優先級設置解決。

3.2 正常狀態下繼電保護運行維護技術

智能變電站運行過程中，繼電保護運行維護技術，成為強化電力系統安全運行重要的載體，繼電保護運行維護技術主要由以下裝置和系統組成，裝置包括繼電保護裝置、網絡交換機以及報文分析儀裝置，系統為變電站監控系統。工作人員應對上述裝置和系統進行定期的巡視，根據巡視情況實施具體的措施，保證裝置和系統具備保護功能。工作人員借助電子設備，構建信息管理體系，通過信息技術收集相關信息，一旦線路出現安全故障，信息管理系統會在第一時間內發出預警，工作人員按照流程處理出現的故障。在處理過程中，系統可將處理時采用的技術以及出現的相關信息參數，以電子數據的方式存儲在網絡內。此外，工作人員應對使用的光纖實施檢修和維護措施，保證光纖的運行能力優于傳統的電纜能力。

3.3 繼電保護裝置

繼電保護裝置對實時可靠性要求高。保護通過SV報文接收電流、電壓信號，應直接采樣：保護通過GOOSE報文實現裝置之間狀態和跳合閘命令信息傳遞，對于單間隔的保護應直接跳閘，涉及多間隔的保護宜直接跳閘，對于啟失靈、閉重信號等間隔層設備間信號可采用GOOSE網絡傳輸。保護裝置通過MMS報文與站控站層設備直接通信，保護裝置的功能投退和出口連接片均采用軟連接片，軟連接片支持遙控。應該注意的是智能終端檢修壓板投入，則智能終端上傳的所有信息均帶Test的品質位。那么線路故障時，保護裝置發送動作信息給智能終端，智能終端雖然接收到保護動作信息，但不做處理，相當于傳統變電站的開關拒動[3]。

3.4 軟壓板的管理

在智能變電站中，對繼電保護裝置的檢修，需要做好檢修壓板的保留，其他的壓板可以換為軟壓板，有效的實現智能變電站繼電保護的遠程投退。對軟壓板的管理主要是對軟壓板的保護裝置和配置情況進行分析，有效的對軟壓板投退運行情況進行管理，保障繼電保護中的保護裝置能夠與監控后臺相匹配，堅決杜絕因匹配不一致而出現的遠程投退錯誤。

3.5 過程層中的繼電保護

在110kV智能變電站中，其對電路的保護主要是以站控層、間隔層和過程層作為著手點的，根據《智能變電站繼電保護技術規范》的要求，110kV智能變電站站控層網絡與過程層網絡完全獨立配置，組網方式為單星型高速以太網，通信規約采用DL/T860標準，傳輸速率為100Mbps。

站控層MMS/GOOSE網絡，過程層SV網絡，過程層GOOSE網絡完全獨立，繼電保護裝置接入不同的網絡時采用完全獨立的數據接口控制器。對時智能變電站繼電保護與站控層信息交互采用DL/T860（IEC61850）標準，建立全站統一模型、統一規則、統一配置，提供系統配置工具和裝置配置工具，配置工具能對配置文件進行合法性檢查，生成的配置文件能夠通過SCL的schema驗證。

3.6 定期維修，保證110kV智能變電站繼電系統的穩定運行

為了保證智能變電站繼電保護系統的安穩運行，要求繼電保護系統運維人員具備良好的專業技能，所以，企業要對繼電保護運維人員進行專業技能培訓，保證作業更加規范，提升繼電保護運維人員的綜合素養。由于部分110kV智能變電站繼電裝置的運行時間過長，針對這些裝置，運維人員需制定出科學的檢修措施，并定期進行維修。繼電保護系統運維人員要定期進行巡檢，并制定出科學的檢查項目，認真按照檢查規劃進行維修，在保證繼電裝置可靠運行的同時，不斷減少繼電保護裝置出現較大運行故障的概率。通過對110kV智能變電站繼電保護裝置進行定期維護，可以有效延長繼電裝置的運行時間，減小外界不利因素對110kV智能變電站繼電系統產生的影響。

4 結語

總而言之，在我國電力事業發展中，110kV智能變電站通過采用繼電保護裝置，可有效保障電氣一次系統的安全使用與高效運行。作為電力領域工作人員，必須不斷提高自身的專業能力與綜合素質，使110kV智能變電站中的繼電保護系統能夠更加穩定、安全，從而使其在我國電力領域中發揮出更大的作用。