智能變電站繼電保護狀態檢修策略研究

董俊杰

摘要：現當年，隨著我國快速發展，電網的建設也在加快，越來越多的智能變電站投入運行。區別于傳統變電站中的保護裝置，智能站的繼電保護裝置有著很大改變，其運行維護手段也不能一概而論。目前，將狀態檢修應用于一次設備方面的研究和實踐成果頗豐。在借鑒此經驗的基礎上，提出了智能站繼電保護裝置的狀態檢修策略，可以為智能變電站繼電保護裝置狀態檢修工作的開展提供了理論支持和實踐基礎。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;狀態檢修;策略

引言

變電站日常運行過程中，繼電保護設備的有效應用以及實時狀態檢修是非常切實可行的，可以顯著減少運行設備所花費的維護成本，并且提高設備檢修效率。應用繼電保護進行狀態檢修以來，盡管設備故障率產生的變化比較小，可是繼電保護設備實際可用率得到了顯著的提升。除此之外，進行狀態進修后，電力系統中繼電設備出現的停電次數也減少了很多，并且提高了電力設備實際檢修管理效率以及管理水平。

1狀態檢修的意義

狀態檢修具體意義主要表現在：①適應電力一次設備狀態檢修實踐的推廣。適應最先進設備維護的實踐需要;②對于設備繼電保護狀態有整體的掌握，可以根據次設備檢修活動并結合設備所面臨的風險確定最佳檢修時機，減少過度檢修造成設備損壞，通過延長檢修周期減少設備停工時間，從而提高設備的可用性和使用壽命;③在檢修的過程中可以快速發現繼電保護出現的異常，對故障點進行定位，為檢修工作提供可靠的依據;④在某種意義上減少了設備檢修的費用，經濟效益得以提高。繼電保護裝置檢修是基于在設備的生產和運行過程中產生的一系列數據信息，以及表征設備某個方面的健康狀態的狀態量，對狀態的組合進行數量建模和分析。狀態檢修是未來檢修技術的發展趨勢，檢修技術的發展還需要很長一段時間，因此短時間內協助狀態維護的主要手段仍然是定期檢修，其思想和概念仍然具有指導意義。

2智能站狀態檢修的方法

2.1計算機管理系統

計算機管理系統由數據采集單元和數據管理單元兩部分組成，接收SV、GOOSE、MMS等信息。信息采集范圍涵蓋合并單元、保護裝置、智能終端、安自裝置、過程層交換機及構成保護系統的二次聯接回路。系統借助專家系統，為智能變電站二次系統的日常運維、異常處理及電網事故智能分析提供決策依據。

2.2模型計算速度

模糊評價模型的計算方法運用到了權重集理論，即層次分析法和主成分分析法。計算中各類關系矩陣較為麻煩，且建立狀態指標的隸屬函數需要使用專家經驗，計算速度較慢。而比例失效模型的計算過程中，運用到了極大似然估算法，在初值不太好的情況下可能出現不收斂的情況。雖然計算方法相較于模糊評價模型較快，但是出現不收斂的情況勢必會影響計算結果。

2.3繼電保護裝置狀態的獲取

通過使用智能變電站的“虛擬回路”進行自動檢測，這樣可以實現對二次回路更好的監控。二次回路在繼電保護中很重要的一部分，可以被簡單地看作串聯和并聯的模型，不過這個模型需要進行結構分解來進行管理，因為它不容易通過信息管理系統管理，于是二次回路就作為評估繼電保護狀態的指標，也是繼電保護狀態維護系統檢修的一部分。設備可以接收的SV/GOOSE等信息都有其對應的光纖接口，各發送緩沖區也是相對獨立的，這樣相互之間形成隔離。收集和處理每個虛擬鏈路的信息，并且由相同邏輯的不同程序實例執行信號傳輸的整個過程。這樣就形成了多個相對獨立的相關信息流鏈路。因此，虛擬鏈路的每個鏈路與其他鏈路隔離，從而最小化鏈路之間的交互。

2.4并單元以及智能終端具體狀態監測信息

對智能變電站來說，智能終端以及合并單元是過程層設備，也就是一次設備以及間隔層設備之間的接口裝置，通過電纜連接智能終端以及一次設備，通過光纖連接智能終端和保護設備以及測控等二次設備，從而有效控制以及準確測量一次設備。合并單元本身屬于一種物理單元，主要組合源于轉換器電力以及電壓數據，同時把經過處理的具體數字信號依據特定格式傳至間隔級設備。分析智能終端以及合并單元所發揮出的作用能夠知道，如果兩者其中之一產生問題，就會嚴重影響到繼電保護自身可靠性。盡管智能變電站有對不小于220kV電壓等級所安裝的合并單元以及智能終端均提出雙重化配置的具體要求，可是現階段實際運行中依然有因為溫度高等使得兩套同時出現故障可能，因此必須對合并單元以及智能終端進行狀態監測。

2.5進行入網檢測，不斷收集家族缺陷

盡管近幾年已經連續出臺了這方面的技術標準，繼電保護設備生產制造廠的實際制造更加規范，可是因為各個制造廠家對標準的理解、設計水平以及采用的設計理念均存在差異性，使得設計存在一定的隱患，最終引發保護誤動問題，因此必須對繼電設備進行嚴格的入網檢測，使繼電保護設備生產版本更加規范。此外，因為繼電保護設備實際運行狀況和生產元件、生產設計水平以及版本和所采用的制造工藝、運行環境等有著密切的關系，在相同時間段中，同類產品有可能出現相同缺陷，所以我們應該不斷收集所出現的缺陷，指導設備的檢修。

2.6風險的識別

對繼電保護裝置的檢修就離不開對風險的識別。風險識別首先要求收集繼電保護裝置的使用信息的搜集，得到信息之后整理和分析繼電保護的基本信息，根據理論知識進行風險評估。在風險評估中最常用的就是專家經驗法，憑借專家多年的工作經驗在短時間內就可以對風險進行確定，十分簡單便捷，不足之處就是僅僅憑借專業人員的知識，經驗得出的評估報告是會受到一定限制的，極有可能會出現疏漏。如結合質量問卷調查加上專家調查方法進行識別風險，可以提高評估的準確性，使對危害的識別更加詳細和準確。

2.7繼電保護單元檢修策略

對于智能變電站來說，因為其保護裝置結構、故障以傳統的繼電保護有了很大的改變，所以，其檢修策略也有很大的不同。一般來說，都對微機保護裝置進行使用，同時模擬量數據采集等，全部在合并單元、智能終端進行。而且微機保護裝置的自檢測能力是很強的，所以對于定期檢修是不適用，可以將狀態檢修以及故障檢修聯系在一起。對于保護裝置的光收/發模塊異常、采樣額定延時偏差等異常，由于這些異常是隨時間變化的，因此，可以將狀態檢修進行應用，也就是，把在線監測結果實時向站控層狀態檢修監控單元進行傳送。對于零漂偏移大等異常，可以將監測軟件模塊進行增加，通過狀態檢修方式來完成。對于SV、GOOSE通信系統斷鏈等異常，可以將告警、閉鎖保護措施進行實施，可以通過故障檢修方式來完成。

結語

對供電系統來說，繼電保護裝置發揮著非常重要的作用，會對供電穩定性以及安全性造成嚴重的影響，所以應該合理檢修以及維護智能變電站中的繼電保護狀態，認真檢修所有環節，從而給供電系統運行穩定性以及安全性帶來保障。開展檢修工作的時候，不僅應該提升相關技術水平，同時應該提高相關人員自身業務素質以及專業技能，從而減小事故發生率。

參考文獻

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