智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)

黃英杰

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局，廣東 東莞 523000）

如今，智能信息技術(shù)已在國(guó)家電力系統(tǒng)中得到廣泛推廣。在供電系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)智能技術(shù)的過(guò)程中，智能變電站是最重要的內(nèi)容，也是智能電網(wǎng)的核心內(nèi)容和核心。目前，智能變電站的“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)大大減少了智能變電站整體運(yùn)維的資金投入，但給實(shí)際的系統(tǒng)運(yùn)行帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。為了確保智能變電站的正常運(yùn)行和持續(xù)發(fā)展，電網(wǎng)公司需要不斷探索和實(shí)施實(shí)際設(shè)備運(yùn)行和維護(hù)方法的變化。

一、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)概述

從當(dāng)前智能變電站的實(shí)際建設(shè)來(lái)看，采用的“兩層三網(wǎng)”架構(gòu)系統(tǒng)可以最大程度地保證當(dāng)前一次，二次系統(tǒng)的連續(xù)性，從而有效地提高了穩(wěn)定性和可靠性。智能變電站與常規(guī)變電站的工作條件之間的差異更加明顯，例如用光纜替換電纜，用數(shù)字光信號(hào)替換傳統(tǒng)電信號(hào)。因此，在繼電保護(hù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用中，系統(tǒng)的所有部件都配備了多級(jí)協(xié)調(diào)的后備保護(hù)措施和快速跳閘的主要保護(hù)措施，但繼電保護(hù)系統(tǒng)的保護(hù)功能也不斷得到優(yōu)化和完善。優(yōu)化了變電站的實(shí)際工作條件和特性配置。對(duì)于在智能變電站中部署和應(yīng)用的繼電保護(hù)系統(tǒng)，必須考慮兩個(gè)方面。一種應(yīng)用于變電站級(jí)，智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)必須全面，因此必須加以適應(yīng)，并通過(guò)在線現(xiàn)實(shí)，以集中式后備保護(hù)時(shí)間自調(diào)整技術(shù)為核心，然后利用這種方法的功能優(yōu)勢(shì)不僅可以達(dá)到更強(qiáng)的廣域保護(hù)效果，還可以為變電站及附近的變電站提供后備保護(hù)措施。在配置過(guò)程級(jí)別即智能變電站的過(guò)程級(jí)別的過(guò)程中，有必要分析變電站一次設(shè)備的實(shí)際情況，如果變電站的一次設(shè)備屬于最新的智能設(shè)備，則該過(guò)程設(shè)備內(nèi)部應(yīng)設(shè)置級(jí)別保護(hù)，如果基礎(chǔ)設(shè)備已從現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行了修改，則必須在HSC 機(jī)柜中配置保護(hù)。

二、繼電保護(hù)在智能變電站中的重要作用及其特點(diǎn)

（一）繼電保護(hù)在智能變電站中的重要作用

由于電能對(duì)社會(huì)發(fā)展絕對(duì)重要，因此有必要加強(qiáng)智能變電站的管理，以有效提高電力系統(tǒng)的工作水平。與傳統(tǒng)變電站的管理工作和管理方法相比，繼電保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用更加高效，便捷，可以對(duì)變電站系統(tǒng)進(jìn)行全面的動(dòng)態(tài)監(jiān)控，可以大大提高變電站的數(shù)字化和現(xiàn)代化水平。有效布置和應(yīng)用變電站可以為變電站的運(yùn)行提供安全保障，提高智能變電站的穩(wěn)定性，并確保變電站可以提供更穩(wěn)定的能源。但是，智能變電站很容易發(fā)生變化，會(huì)影響實(shí)際工作的外部因素，因此在管理工作的發(fā)展中必須加強(qiáng)對(duì)電子設(shè)備的管理和控制，充分考慮電磁兼容性問(wèn)題，并充分利用繼電保護(hù)系統(tǒng)的整體效能。通過(guò)建立預(yù)警機(jī)制和應(yīng)急機(jī)制，提高智能變電站發(fā)生故障時(shí)的處理高效性。隨著我國(guó)智能變電站的不斷發(fā)展，智能變電站的供電質(zhì)量與人們的日常生活息息相關(guān)。但是，如果在當(dāng)前智能變電站的某些操作過(guò)程中系統(tǒng)的繼電保護(hù)裝置的組件出現(xiàn)問(wèn)題，則可能導(dǎo)致整個(gè)智能變電站的斷路器跳閘。

（二）智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行特點(diǎn)

一般來(lái)說(shuō)，智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行特性主要體現(xiàn)在以下三點(diǎn)：首先，在運(yùn)行傳統(tǒng)變電站時(shí)，主要依靠對(duì)信息平臺(tái)的手動(dòng)檢查和警告來(lái)進(jìn)行良好的維護(hù)和設(shè)備故障的運(yùn)行。因此，容易發(fā)生維護(hù)和運(yùn)行效率低下的問(wèn)題，不能保證電網(wǎng)將長(zhǎng)期保持安全穩(wěn)定狀態(tài)。應(yīng)用智能變電站可以顯著改善此問(wèn)題。其次，是智能的錯(cuò)誤處理。由于外部因素或人為的不當(dāng)操作的影響，變電站運(yùn)行期間可能會(huì)發(fā)生故障。此外，智能變電站可以在發(fā)生錯(cuò)誤時(shí)智能地分析錯(cuò)誤并及時(shí)解決。第三，及時(shí)信息交流。在現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)快速發(fā)展的背景下，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷發(fā)展在一定程度上促進(jìn)了電力行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。借助網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以確保信息交互的及時(shí)性。智能變電站基于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以每天24 小時(shí)監(jiān)控變電站的實(shí)際運(yùn)行情況，立即發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并科學(xué)制定解決問(wèn)題的有效措施，確保變電站的安全可靠運(yùn)行。

三、智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)要點(diǎn)

（一）正常運(yùn)行中的智能變電站維護(hù)

為了確保相應(yīng)人員清楚地理解智能變電站的工作原理和設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)員工的專業(yè)培訓(xùn)，以便在使用相關(guān)的機(jī)械和設(shè)備時(shí)可以對(duì)其進(jìn)行維護(hù)。即使智能變電站正常運(yùn)行，也應(yīng)注意相關(guān)設(shè)備的運(yùn)行條件。具體而言，相關(guān)員工必須執(zhí)行三個(gè)方面：首先，在按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作時(shí)，員工應(yīng)記錄繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)并將其報(bào)告給日常會(huì)議，以便所有員工都能掌握繼電保護(hù)設(shè)備的狀況，并在發(fā)生異常情況時(shí)采取對(duì)應(yīng)措施。其次，員工必須根據(jù)從系統(tǒng)獲得的信息來(lái)處理設(shè)備，如果有任何異常，則必須根據(jù)已知的設(shè)備狀態(tài)和統(tǒng)計(jì)信息來(lái)判斷異常。對(duì)于嚴(yán)重的異常情況，需要專業(yè)的維護(hù)人員及時(shí)采取措施。第三，如果短路裝置被自動(dòng)切斷，則應(yīng)逐一檢查現(xiàn)場(chǎng)情況，并分析故障原因。如果繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重異常，應(yīng)及時(shí)切斷開(kāi)關(guān)，并由專業(yè)維修人員到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行維修。

（二）系統(tǒng)異常運(yùn)行期間的維護(hù)

在繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行期間可能發(fā)生多種類型的故障，因此，為了防止故障蔓延，操作和維護(hù)人員必須熟悉這些故障并能夠采取有效措施。特別是，智能變電站中繼電保護(hù)設(shè)備的異常行為包括以下幾種情況。1.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備信號(hào)傳輸失敗。通過(guò)分析網(wǎng)絡(luò)圖數(shù)據(jù)，可以確定故障的具體原因并找到故障的位置，并且當(dāng)發(fā)生G00SE 故障時(shí)，可以制定詳細(xì)的計(jì)劃并通過(guò)深入分析解決問(wèn)題。2.網(wǎng)絡(luò)設(shè)備干擾公共信號(hào)傳輸。這是智能變電站的常見(jiàn)故障，主要影響變壓器保護(hù)、線路保護(hù)和母線保護(hù)等設(shè)備。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)分析，采用特定的技術(shù)有效地處理故障，確保繼電保護(hù)設(shè)備的正常運(yùn)行。3.MU 障礙。MU 障礙代表合并單位障礙。在智能變電站設(shè)備中，合并單元是指變壓器和電流之間的接口設(shè)備。如果智能變電站的MU 故障，則應(yīng)注意細(xì)節(jié)，并應(yīng)制定完整的維護(hù)計(jì)劃以指導(dǎo)維護(hù)工作的進(jìn)行。4.繼電保護(hù)設(shè)備智能終端的故障。智能變電站的重要特性體現(xiàn)在智能應(yīng)用中，因此在維護(hù)過(guò)程中，有必要詳細(xì)了解智能終端的特性，并分析終端問(wèn)題對(duì)整個(gè)設(shè)備的影響、智能終端故障的原因，工作人員要完成設(shè)備的維護(hù)。

（三）繼電保護(hù)的創(chuàng)新重點(diǎn)

智能電網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)全面開(kāi)始，繼電保護(hù)裝置的智能化至關(guān)重要，傳統(tǒng)的電力傳輸系統(tǒng)正在逐步發(fā)生變化。在這種情況下，電網(wǎng)建設(shè)必須知情，智能，科學(xué)，有效創(chuàng)新繼電保護(hù)技術(shù)，根據(jù)實(shí)際情況確定繼電保護(hù)改革的重點(diǎn)，并根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r更新繼電保護(hù)。

首先，著重提高繼電保護(hù)數(shù)據(jù)和信息的收集能力，積極引進(jìn)數(shù)字繼電保護(hù)技術(shù)和設(shè)備。基層供電部門可以圍繞變壓器的改進(jìn)引入數(shù)字設(shè)備，并不斷提高收集基本供電數(shù)據(jù)和信息的能力，以確保供電的穩(wěn)定性，達(dá)到高效供電的目的。二是建立網(wǎng)絡(luò)供電數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，促進(jìn)智能變電站的快速推廣，實(shí)現(xiàn)變電站控制信息的全面共享，改變現(xiàn)有的中繼數(shù)據(jù)信息傳輸機(jī)制，拓寬中繼管理數(shù)據(jù)信息的傳輸渠道。

（四）正常情況下的繼電保護(hù)操作與維護(hù)

正常情況下，智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行和維護(hù)是對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備進(jìn)行檢查，以確保二次回路和網(wǎng)絡(luò)能夠?yàn)槔^電保護(hù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。此外，檢測(cè)繼電保護(hù)裝置的警告燈，以便在發(fā)生故障時(shí)，開(kāi)關(guān)會(huì)首次發(fā)出警告，并自動(dòng)閉合每個(gè)開(kāi)關(guān)，從而可以科學(xué)地判斷相應(yīng)的故障，可以防止智能變電站發(fā)生故障后引起重大問(wèn)題。

（五）新型繼電保護(hù)運(yùn)行檢查方式

傳統(tǒng)的繼保檢查具有一些缺點(diǎn)，但是并非所有現(xiàn)有的繼保檢查項(xiàng)目都可以用某些在線檢查方法代替，并且與傳統(tǒng)的檢查相比，在線繼保檢查還具有評(píng)估盲點(diǎn)。因此，迫切需要建立一種新的繼電保護(hù)操作和檢查方式，以彌補(bǔ)兩種操作和檢查方法的缺點(diǎn)，并充分利用每種方法的優(yōu)點(diǎn)。

（六）總體設(shè)計(jì)思路切實(shí)可行

智能終端采用分層分布式結(jié)構(gòu)，可以組合在一起并安裝在開(kāi)關(guān)柜中。整個(gè)系統(tǒng)靈活可靠。每個(gè)隔室的功能是獨(dú)立的，沒(méi)有相互依存關(guān)系。損壞一臺(tái)設(shè)備不會(huì)影響其功能及其他設(shè)備。充分利用了四合一性質(zhì)和通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢(shì)，集成了保護(hù)，測(cè)量和控制功能，并使用通信網(wǎng)絡(luò)來(lái)傳輸詳細(xì)信息。可以拆除現(xiàn)有的輔助信號(hào)控制電纜，簡(jiǎn)化了二次布線，不僅可以減少二次設(shè)備，而且可以節(jié)省大量投資，節(jié)省人力和物力，降低施工難度和維護(hù)工作量。同時(shí)，為了與現(xiàn)有方法兼容并保留一些遠(yuǎn)程控制信號(hào)，智能終端也使用與現(xiàn)有操作控制模式兼容的現(xiàn)有模式。

（七）合并設(shè)備維護(hù)

由于合并設(shè)備在變電站智能繼電保護(hù)系統(tǒng)中起著重要作用，因此模塊出現(xiàn)任何問(wèn)題都會(huì)直接影響變電站的正常運(yùn)行。解決集成單元的故障時(shí)，必須單獨(dú)處理所有有問(wèn)題的單元，以避免單元和單元之間的擴(kuò)展。每個(gè)單元的維護(hù)工作完成后，應(yīng)正確連接繼電保護(hù)系統(tǒng)和合并單元。

（八）中間層設(shè)備維護(hù)

智能變電站的繼電保護(hù)設(shè)備，相比傳統(tǒng)變電站，減少了大量的二次電纜接線，大多數(shù)的二次信號(hào)、數(shù)據(jù)傳輸功能通過(guò)GOOSE 網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)，繼電保護(hù)裝置通過(guò)光纖網(wǎng)線與GOOSE 網(wǎng)交換機(jī)連接。因此，GOOSE 網(wǎng)絡(luò)相關(guān)設(shè)備對(duì)智能變電站繼保功能至關(guān)重要。因此在智能變電站繼保運(yùn)維中，也需要注重對(duì)GOOSE 網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等中間層設(shè)備的巡視、維護(hù)，發(fā)現(xiàn)設(shè)備異常需要及時(shí)記錄、處理。

四、智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維質(zhì)量控制

（一）設(shè)立管理和監(jiān)督人員

除相關(guān)的操作員外，還必須分配專門的管理和監(jiān)督人員，以確保繼電保護(hù)設(shè)備在操作時(shí)的可靠運(yùn)行。管理和監(jiān)督人員必須了解繼電保護(hù)設(shè)備的工作原理和繼電保護(hù)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，并具有專業(yè)的管理知識(shí)。當(dāng)智能電站發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和專業(yè)分析確定故障原因后，現(xiàn)場(chǎng)人員可以根據(jù)具體情況指導(dǎo)故障處理。此外，管理監(jiān)督者必須對(duì)人員的操作進(jìn)行監(jiān)督，以確保繼電保護(hù)設(shè)備的操作嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行。除人員管理外，管理和監(jiān)督人員還必須管理設(shè)備，包括中繼設(shè)備的生命周期管理，從采購(gòu)和安裝到運(yùn)行的狀態(tài)管理以及設(shè)備的日常維護(hù)管理。

（二）建立設(shè)備日常管理系統(tǒng)

在日常使用過(guò)程中，智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)和管理對(duì)于設(shè)備的正常運(yùn)行非常重要。因此，有必要建立設(shè)備的日常管理體系，改善日常維護(hù)工作。首先，必須保持衛(wèi)生并及時(shí)清潔設(shè)備本身和周圍環(huán)境。其次，設(shè)備需要定期維護(hù)，應(yīng)定期記錄并報(bào)告設(shè)備的運(yùn)行與故障情況。第三，如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備出現(xiàn)故障，應(yīng)及時(shí)停止運(yùn)行，以防止設(shè)備故障引起的操作事故。第四，通過(guò)改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備，推動(dòng)技術(shù)創(chuàng)新，特別是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的集成，實(shí)現(xiàn)對(duì)智能變電站整個(gè)電力系統(tǒng)的監(jiān)控。

結(jié)束語(yǔ)

智能變電站是我國(guó)智能電網(wǎng)積極發(fā)展的最重要部分。智能變電站的互操作技術(shù)和相關(guān)信息的共享方法是通過(guò)數(shù)字化實(shí)現(xiàn)的。智能變電站具有兩個(gè)技術(shù)特征：全站通信平臺(tái)設(shè)備，數(shù)字技術(shù)設(shè)備。智能變電站的維護(hù)模式應(yīng)從正常運(yùn)行環(huán)境和異常運(yùn)行環(huán)境兩個(gè)方面入手。在正常運(yùn)行環(huán)境下，應(yīng)加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)和修理，并實(shí)時(shí)關(guān)注是否有監(jiān)控系統(tǒng)異常。在異常的操作環(huán)境下，有必要及時(shí)檢查和維護(hù)變電站的故障設(shè)備，并始終注意設(shè)備的刀閘以及開(kāi)關(guān)是否處于正常工作狀態(tài)。