智能變電站繼電保護系統所面臨的若干問題

黃曉

摘要：繼電保護的主要任務是檢測和處理電力系統中的異常情況，對故障部位進行隔離和切除，實時發布報警信號，實現對電網的自動調節。且需要對系統的結構和組成部分進行深入的了解，并且對各種影響因素進行有效的控制，以提高系統運行的可靠性。基于此，本文針對智能變電站繼電保護系統所面臨的若干問題進行分析，并提出解決對策，以供參考。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護系統;問題分析

目前，在進行繼電保護系統設計的過程中，還存在一定的問題。需要結合國內外先進的經驗，根據實際建設情況，對系統運行過程中可能存在的一些故障問題以及影響因素進行有效的控制，還需要制定科學合理的預防措施，以降低系統運行過程中故障問題的發生率。

一、智能變電站概述

智能變電站是現代科學技術與電力事業有效融合的體現，所以從定義角度進行分析，智能變電站是采用先進、可靠、集成和環保的智能設備，以全站信息數字化、通信平臺網絡化、信息共享標準化為基本要求，自動完成信息采集、測量、控制、保護、計量和檢測等基本功能，同時，具備支持電網實時自動控制、智能調節、在線分析決策和協同互動等高級功能的變電站，所以相比于傳統變電站來說，智能變電站的功能更加全面，工作優勢明顯，以下將從三個角度入手進行分析：a.結構優勢，在傳統變電站當中，雖然具有網絡結構，但由于其特點并不明顯，在一次和二次設備之間多數以采用電纜的硬接點、后臺的通信方式為主要采集和傳輸信息的手段，所以工作效率較低，而反觀智能變電站，由于每個設備之間都與網絡結構相互連通，所以各層均使用網絡方式對信息進行收集和傳輸，所以信息的共享效果較好，能夠極大程度的提高電網的智能化水平。b.二次設備的布置方式，在傳統變電站當中，二次設備的布置方式主要是通過微機保護，將交流的輸入組件、A/D轉換組件、保護邏輯CPU、開入/開出等組件集成到一起，而智能變電站的二次設備布置方式僅需要對一次設備和二次設備重新進行定位，將保護裝置交流的出入組件與A/D轉換組件結合成為一個合并單元，并將其放在就地的TA和TV周圍。c.保護接口，傳統變電站的保護接口兼容度較低，從實際情況來看，多數傳統變電站僅能夠支持5A或100V類模擬量接口，所以相對具有一定局限性，而智能變電站的保護接口除卻能夠支持點對點模式外，還能夠支持GOOSE模式下SV和GOOSE模式下接口，所以工作相對靈活高效。

二、智能變電站繼電保護優點

1）在智能化變電站中，通過運用網絡層次實現一次設備的配合，實現各種保護設備之間的數據共享以及通信交互。在過程層中可以實現變壓器等附屬線路的繼電保護進行分層配置，實現與MU智能交互，無需使用交換機，就能夠實現對信息資源的獲取。對于系統母線的繼電保護配置可以在間隔層實現，需要借助交換機輔助完成對相關設備信息的獲取。在站控層可以實現后臺的運行維護。2）在智能變電站繼電保護系統中，主設備可以實現對系統的有效保護，并且保護設備可以實現脫機運行。在對線路中的關鍵部位進行繼電保護中，可以不通過交換機實現對間隔信息的獲取，通過與MU智能設備之間進行通信，實現脫機作業。利用這種方式進行信息交換可以避免因發生網絡不暢或者網絡中斷而發生無法通信的問題，不會對信息的交換產生影響。3）在智能變電站繼電保護系統中，可以根據現場需要對各部分的保護閾值進行重新設定，以此來避免變電站中由于直流系統接地而導致系統繼電保護誤動作現象。

三、繼電保護系統的主要問題

1.越級及延時跳閘

越級及延時跳閘是繼電保護系統最常見的問題，智能化保護系統中常存在開關保護出錯的現象，特別是一些大規模或越大規模電網中的越級與延時跳閘現象越常見。當電網某段線路短路時，繼電保護系統會出現擾動情況，這可能會增加短路的風險，進而造成繼電保護裝置延時跳閘。

2.母線全停及誤動

智能電網處于并聯運行狀態，如果電網母線出來故障，會導致電網出現停止運行的大規模中斷供電事件。智能變電站繼電保護系統的主要任務之一是防止母線全停。有時繼電保護系統還會改變傳統以往的運行方式，導致繼電保護系統“四性”發生相應改變，也會導致繼電保護系統誤動情況。

3.失誤現象較多

計算失誤是制約繼電保護系統發揮作用的主要問題，目前繼電保護裝置計算失誤主要集中在定值整定計算失誤方面，這種失誤導致繼電保護系統面臨巨大風險，進而影響繼電保護系統的整體運行。人為操作失誤主要指的是繼電保護人員未能按照程序和系統設計標準正常進行操作，或者存在一些操作誤差過大的現象，造成繼電保護系統故障發生，影響繼電保護裝置的有效性。

四、智能變電站繼電保護系統管理措施

1.加強裝置質量檢驗

智能變電站繼電保護系統的復雜性較高，越大規模的供電系統的繼電保護裝置維修檢驗越復雜，在智能化的設備環境下繼電保護裝置仍然存在較大的故障率。因此，應當在最初選購、安裝、檢測繼電保護設備時采用科學的方法。有效防止各種風險因素的發生。首先，在檢查繼電保護裝置時應當加大設備靈敏性、安全性、覆蓋選擇性的檢查，把保證繼電保護設備的可靠性作為第一要素。其次，在繼電保護設備安裝完成時和初期調試時進行設備性質和質量檢查。最后，降低智能變電站繼電保護系統運行故障率，防止繼電保護裝置停擺。如果需要對繼電保護裝置定值更新，以及出現二次回路的現象，應再次進行質量檢驗有效避免故障發生。

2.主變壓器智能保護配置

根據繼電保護相關要求，在智能變電站中針對變壓器的保護需要使用兩套保護配置，也就是采用一主一備的形式進行配置，并且后備保護需要采取與主保護相同的配置方式進行配置。當采用這種保護方式進行配置的時候，兩側的合并單元以及智能終端都需要兩套配置，并且需要將中性點電流以及間隙電流匯入到相應的合并單元。對變壓器采用直接采樣的形式，并將斷路器連接，通過GOOSE網絡可以實現各段斷路器以及閉鎖備自投設備進行通信，通過網絡接收到保護失靈信號，同時實現失靈保護側的斷路器跳閘。

3.加強繼電保護設備管理力度

由于設備對于繼電保護系統發揮功能具有決定性作用，所以電力企業則應當從影響設備的主要因素入手加強管理意識。在繼電保護設備的應用當中，首先應當把控設備采購質量，確保設備能夠達到行業標準，并符合本變電站工作需求，在設備安裝完畢后，應當通過多次調試，驗證設備的穩定性和工作水平，由于設備長期處于外界環境工作，所以還應當結合當地氣候條件等因素，建設防護措施，降低風險，管理人員可以通過監控系統的布置和應用，提高對設備故障的發現能力和解決速度，并且在設備的使用周期當中，應當有針對性的制定維修和養護計劃，對設備所存在的隱患排查和處理，提高設備的工作效率和使用壽命。

結論

繼電保護系統的運行狀態會直接關系到變電站設備的運行安全。隨著現代科技的不斷發展，在設計繼電保護系統的過程中，設計質量正在不斷提高，系統的運行過程也更加可靠。因此，要通過改善設備工作環境、提高工作人員操作能力以及對系統進行優化設計等方式，即可提高繼電保護系統的穩定性和可靠性，為電網的安全平穩運營提供保障。

參考文獻

[1] 吳雷雷.智能變電站繼電保護若干問題研究[J].能源與節能，2019，161（2）：34-35，106.