關于智能變電站繼電保護設備運維的探討

張穎

（國網江蘇省電力有限公司揚州市江都區供電分公司，江蘇 揚州225200）

智能電網這一概念的提出，使得大量變電站朝著智能化的方向轉變，這在一定程度上提升了變電站的運行效率。由于智能變電站內的一次設備較多，加之值守人員較少，所以需要采用有效的繼電保護裝置，確保一次設備的運行可靠性。為使繼電保護在智能變電站中的作用得以充分發揮，必須做好繼電保護設備的運維工作。

1 智能變電站繼電保護配置分析

1.1 智能變電站與繼電保護

智能變電站（Intelligent Substation）是一種具有高等級功能的變電站，是電力系統中不可或缺的重要組成部分之一，其最為突出的特點是能夠提升一次設備的智能化水平。智能變電站的結構如圖1 所示。

圖1 智能變電站的結構示意圖

繼電保護（Relay Protection）是對變電站中的故障或是異常情況進行檢測，根據檢測結果發出報警信號，或是對線路中故障進行隔離、切除，確保其它線路的正常運行。作為一種保護措施，繼電保護具有不可替代的作用，是確保智能變電站穩定、可靠運行的關鍵，所以要做好繼電保護設備的運維工作。

1.2 繼電保護配置

繼電保護作為一種保護措施，合理的配置是其作用充分發揮的關鍵。根據智能變電站的情況，可按照圖2 對繼電保護進行配置。

圖2 智能變電站繼電保護配置原理示意圖

在配置繼電保護裝置的過程中，可將一次設備作為主要依據，當變電站內被保護的一次設備為智能設備時，可將繼電保護設置在過程層中。若是被保護的一次設備為常規設備，則可將繼電保護裝置設置在距離一次設備最近的控制柜中。采用這樣的配置方法，能夠使繼電保護系統的整體結構變得更加簡單，不僅可以提升運行穩定性，而且還能給維護提供便利。

2 智能變電站繼電保護設備運維策略

2.1 繼電保護整定

在對智能變電站的繼電保護進行整定過程中，應當以全網的安全、穩定運行作為首要考慮因素，并以滿足速動性、靈敏性、選擇性以及可靠性的要求為前提，從而使繼電保護裝置的定值與相關的運行方式相符。當電網當前所處的運行方式無法滿足繼電保護裝置的特性要求時，則應當在進行整定計算時，結合實際情況進行取舍。當需要采用不同類型的保護時，應當以保護之間能夠相互配合作為依據，即裝置的靈敏度、動作時間可以配合。如果每套保護都孤立設置，那么會嚴重影響保護作用的發揮，并且還可能引起錯誤，會對智能變電站的運行造成不利影響。所以通過科學整定，使繼電保護有效配合非常重要。

2.2 繼電保護異常處理

智能變電站具有規模大、一次設備多等特點，為確保智能變電站穩定運行，需要配置種類繁多的繼電保護裝置，這些裝置有的類型相同，但生產廠家卻不同，裝置的操作也存在明顯的差別。想要使繼電保護裝置的作用得以最大限度地發揮，就必須保證裝置的運行穩定、可靠，這就要求相關人員了解并掌握繼電保護裝置的異常處理方法。

2.2.1 異常分類

智能變電站內的繼電保護裝置、異常情況及其程度如表1所示。

表1 繼電保護異常狀況

2.2.2 異常處理方法

當站內的機電保護裝置發出異常信號時，可對收集到的信號進行分析，據此判定異常的原因，即一次設備故障或是二次系統故障。通常情況下，繼電保護裝置發出單個異常信號時，說明故障點較為明確，利用相關數據，能夠對故障點進行準確判定，當異常信號數量較多時，需要對采集到的信息進行綜合判斷，逐步縮小范圍。可以采用以下方法對異常進行處理：

（1）智能變電站內配置的繼電保護系統為兩套時，基本上不會在同一個時間段同時發生異常，若是兩套保護系統同時發出異常報警，則可判定共有二次回路異常。其中某一套保護系統發出報警，則說明導致異常的主要原因是裝置自身問題。

（2）繼電保護裝置的邏輯運算能力是實現一次設備保護功能的重要基礎，當出現異常狀況時，可采用分段隔離的方法進行快速檢查，由此可在相對較短的時間內，找出故障點位，給故障消除提供依據。

（3）初步確定異常后，為準確找出異常得到插件或是回路，可以用正常的插件或是回路進行替換，由此可使此類異常得到快速排除。

2.3 常規運維方法

2.3.1 科學制定維護檢修方案

智能變電站繼電保護裝置的穩定運行，離不開維護檢修工作的支撐，為確保此項工作的有序開展，應當遵循科學、合理的原則，對繼電保護維護檢修方案進行編制。運維人員應當做好現場檢查，可將重點放在繼電保護裝置運行狀態、電力線路運行方式等方面，看是否與規定要求相符。采用現場調查的方法，能夠收集到準確的信息，為維護檢修方案的編制提供可靠依據。在開展繼電保護運維方案研究時，運維人員可按照實際情況，對細節進行優化調整，從而使編制出來的方案更加合理可行。

2.3.2 重視線路保護

繼電保護在智能變電站的穩定運行中具有不可替代的作用，通過繼電保護裝置，可對各級電壓的間隔單元進行保護和控制，利用縱聯差動的形式，可以對線路進行保護。常用的保護方式有兩種，一種是集中式，另一種是后備式，具體可按照實際情況進行合理選擇，為繼電保護裝置的穩定、運行提供保障。

2.3.3 做好風險評估

繼電保護常規運維中，風險評估是較為重要的內容之一，對此應當予以重視。在站內的繼電保護設備進行維護之前，應當通過有效的方法，評估風險，可按照檢查和維修操作的風險識別進行執行。利用全面調查，編制出風險識別表，據此完成風險評估工作。依據平結果，開展繼電保護運維工作，降低風險的發生幾率，為智能變電站的安全、穩定運行提供保障。

2.4 運用智能運維系統

為提升智能變電站繼電保護裝置的運維水平，可以對智能運維系統加以合理運用。

2.4.1 系統功能架構

繼電保護設備智能運維系統，采用的是三層架構體系，最上層為數據源，中間層為數據存儲分析，最底層為應用層。其中數據源既可采用導入的方式獲取，也可通過采集的方式獲取。數據存儲分析由數據庫完成，系統有兩個數據庫，分別為結構化和非結構化。應用層中包含系統的主要功能，該層采用模塊化設計，包括以下模塊：狀態監測、運維業務以及輔助工具等。

2.4.2 系統移動終端

在繼電保護裝置智能運維系統中，移動終端是較為重要的組成部分之一，主要負責收集基礎數據以及智能運維的執行。智能運維系統的性能，在很大程度上取決于通信效率?；诖?，移動終端采用外網與運維系統進行數據通信，為確保數據信息的安全性，采用安全接入平臺，將外網數據接入到內網。該平臺會對需要接入內網的數據進行安全認證，滿足安全要求的數據會被允許進入，可以保證數據交互效率。

2.4.3 系統運維流程

繼電保護裝置智能運維系統采用的標準化的工作流程，能夠減少人為誤操作的發生幾率，運維作業效率得到顯著提升。不僅如此，還能為運維管理和評價提供有利條件。運維流程主要包括以下方面：業務需求梳理、工作流集合劃分、過程信息記錄、流程配置圖、邏輯存儲等。

（1）智能運維系統可以替代運維人員進行駐站監測，系統以先進的云計算、大數據等技術作為支撐，可以對海量的數據信息進行全面分析，從中找出有利用價值的信息，對繼電保護裝置的異常情況發出報警提示。運維人員可借助該系統進行在線決策，大幅度提升了繼電保護設備的運維效率。

（2）智能運維系統以移動終端作為執行載體，可對監測信息、異常報警信號以及運維人員下達的運維指令進行實時接收，通過建立具有唯一性特點的二維標識碼，開展運維工作。同時，可將現場產生的運維信息反饋給系統，數據信息在系統內部實現閉環。

3 結論

綜上所述，智能變電站的安全運行離不開繼電保護設備的支撐。為此，確保繼電保護的可靠運行顯得尤為重要?？梢园凑兆冸娬镜膶嶋H情況，對繼電保護進行合理配置，并采取有效的措施提高繼電保護的運維水平，使保護功能得到全面發揮，為智能變電站的安全、穩定運行提供保障。