智能變電站繼電保護檢測和調試技術研究

青島特銳德設計院有限公司 梁道營

引言

隨著當前我國社會經(jīng)濟發(fā)展速度越來越快，人們對于電力方面的使用需求量也在隨之增加，為更好的保證電力供應滿足當前社會發(fā)展需求，建設智能電網(wǎng)是未來電力領域發(fā)展的必然之路。在電網(wǎng)系統(tǒng)中，智能變電站的應用范圍不斷擴大化，作為集多種現(xiàn)代化技術于一體的系統(tǒng)，不僅僅具有節(jié)能環(huán)保的應用優(yōu)勢，在原有變電站的基礎上進一步提升了電網(wǎng)系統(tǒng)運行效率；但同時也因系統(tǒng)更加復雜化，使得系統(tǒng)運行維護方式和檢測調試工作難度因此增加。

1 概述智能變電站

所謂智能變電站，是應用當前現(xiàn)代化比較先進的、高效環(huán)保的控制裝置，自動化完成信息采集、測量以及控制的各項操作。相比較于以往所使用的傳統(tǒng)變電站而言，智能變電站能夠實現(xiàn)應用光纖完成信息傳輸，傳輸速度和效率也要高于傳統(tǒng)的電纜傳輸方式，具有一定的應用優(yōu)勢，根據(jù)應用實踐，智能變電站主要有以下幾方面應用特征：

其一，數(shù)字化。這部分主要體現(xiàn)在數(shù)據(jù)收集方面，促使數(shù)據(jù)收集的方式更趨于現(xiàn)代化需求，一方面能夠將一次二次電氣體系整合起來，另一方面還能在原有的基礎上進一步提升測算結果的準確性，充分發(fā)揮信息集成化的科學高效性優(yōu)勢。

其二，分布化。從系統(tǒng)分層的角度來看，其具有分布化的特征，通過以此提出分布式配置，將目標作為基礎對此進行科學劃分，然后將中央處理器引進其中，以此對此進行相應的處理和計算[1]。

其三，網(wǎng)絡化。一般情況下，變電站基于數(shù)字自動化體系進行信息傳遞時，需要做好以下工作，層間信息傳遞、智能傳感設施與間隔層設置的信息傳遞等。

智能變電站繼電保護的重要性：相比較于以往傳統(tǒng)模式下的變電站而言，智能變電站的最大優(yōu)勢就是實現(xiàn)系統(tǒng)內部設備與設備之間在數(shù)據(jù)信息的共享和互聯(lián)目標。從數(shù)字化電網(wǎng)建設的角度來講，智能變電站是其中一項重要組成，從發(fā)展的角度來講，智能變電站的誕生是基于當前我國社會快速發(fā)展背景下對電力提出的巨大需求，同時也是加快推動電力領域升級發(fā)展的必然之路。因此進行智能變電站繼電保護檢測和調試，其根本目的在于確保電網(wǎng)所處運行環(huán)境的安全性和可靠性，以此最大化避免變電站在運行期間可能發(fā)生的各類風險和故障問題，迎合當前時代社會經(jīng)濟快速發(fā)展背景下對電能資源提出的使用需求。

2 智能變電站繼電保護系統(tǒng)的架構分析

2.1 層間通信

一般來說，智能變電站繼電保護系統(tǒng)中，層間與設備兩者進行通信時是要求嚴格遵循相關標準要求進行的，基于通信標準要求的前提下，繼電保護系統(tǒng)在運行期間形成的各項數(shù)據(jù)信息會根據(jù)實際情況進行區(qū)域劃分，在劃分的同時形成相應的數(shù)字資料，通過這種通信方式，不僅確保電力數(shù)據(jù)實現(xiàn)實時性的傳輸目的，同時也能夠達成全面覆蓋系統(tǒng)數(shù)據(jù)的架構目的。

2.2 保護系統(tǒng)

從本質上來看，繼電保護系統(tǒng)具有非常強的復雜性特征，其在實際運行中的邏輯，是基于繼電保護邏輯單元來進行數(shù)據(jù)采集和處理工作，根據(jù)采集結果來判定當前智能變電站運行狀態(tài)是否安全穩(wěn)定，以此來決定之后需要采取的調控措施[2]。通常來講，智能變電站繼電保護系統(tǒng)在運行期間，可通過裝設網(wǎng)絡同步對時系統(tǒng)，以此來進一步提升繼電保護的實效性，以此有效保證繼電保護系統(tǒng)在運行期間所搜集各類信息的準確性；同時起到優(yōu)化繼電保護系統(tǒng)監(jiān)測功能的作用，促使智能變電站保持在長久的安全運行狀態(tài)下。

3 智能變電站繼電保護檢測

3.1 繼電保護裝置

要想切實保證繼電保護系統(tǒng)始終處于安全穩(wěn)定運行狀態(tài)下，在使用繼電保護設備前，都需要對其進行系統(tǒng)性、全面性的檢測工作，通過檢測以保證上述繼電保護設備的質量，才能將其應用于實際繼電保護系統(tǒng)中。基于以上，針對繼電保護裝置的檢測，應特別重視的是動作值、動作時間這兩方面內容的檢測工作，通常情況下，進行動作值和動作時間檢測過程中，需要向其施加一定的電流和電壓來進行，在檢測過程中，應多次觀察繼電保護裝置顯示面板的參數(shù)信息，將面板中的數(shù)值與繼電保護測試儀兩者進行對比，做好動作值、動作時間的準確記錄。

3.2 發(fā)電機和變壓器

在進行智能變電站繼電保護檢測過程中，發(fā)電機、變壓器也是其中比較重要的一項檢測內容。針對發(fā)電機檢測，主要是對其出廠情況、電壓是否處于限制要求數(shù)值內、在進行發(fā)電時是否安全穩(wěn)定等等進行檢測；針對變壓器檢測，通常集中在對變壓器電壓部分的檢測工作。

3.3 線路保護

針對智能變電站繼電保護中的線路保護這部分檢測時，通常是借助相應的檢測設備或儀器來檢測線路保護中的設備模擬器以及合并單元，通過檢測后能夠有效判定當前線路保護的運行情況，同時也能夠判斷其中可能會對線路保護有不利影響的因素，只有完成線路保護檢測，以此確定其在未來投入使用中的安全性，確保線路保護能夠順利投入實際應用中，充分發(fā)揮智能變電站的應用價值[3]。

4 智能變電站繼電保護調試技術

4.1 繼電保護設備

在正式對繼電保護設備開展調試作業(yè)前，首先要求相關工作人員針對之后的調試工作進行相應的準備工作，這樣做的目的在于為之后的調試設施在運行過程中，保障其始終處于良好運行環(huán)境下。從整體上來看，關于繼電保護設備的調試工作主要分為以下幾方面進行：

其一，關于設備插件的檢測。通過檢測，確保其應用性能在實際運行中的完善性，且各項功能齊全具體，完成端子排部分的檢測后，還需要對其中所投入壓板是否滿足設備使用需求進行調試；其二，針對交流和直流回路設施進行檢測。在這個過程中需要特別注意的是，應以斷電的狀態(tài)開展監(jiān)測工作，然后將其中所有邏輯插件全部拔出來進行調試。

其三，對于零漂檢查。要求相關調試作業(yè)人員采取電壓回路短接的方式進行，與此同時還要將電流回路切斷，在這種狀態(tài)下才能更清晰的觀察到電壓、電流零漂參數(shù)信息。另外，要想對采樣結果是否準確進行檢測時，還需要將交流電流和電壓接入繼電保護設備中端子排中，通過這種方式來對采樣數(shù)據(jù)是否發(fā)生變化進行更為全面的觀察，以此保證最終檢測出來的真實數(shù)據(jù)參數(shù)，與繼電保護設施所呈現(xiàn)出來的數(shù)據(jù)參數(shù)差別控制在5%以內[4]。

其四，針對開關量的檢測。首先要求相關檢測人員通過進行模擬實驗，以此分析開關量在運行過程中可能出現(xiàn)的各種情況，這樣做的目的在于明確相應輸出動作，有效保證最終檢測結果的準確性，起到對檢測質量和工作效率的優(yōu)化作用。完成以上繼電保護設備的調試工作后，相關工作人員還要校正保護定值，其中主要有縱聯(lián)差動、零序定/反時限、距離等，完成校正后然后通過光纖通道聯(lián)調，保證光纖通道在連接過程中能夠在安全狀態(tài)下進行。

4.2 線路保護

就智能變電站的運行性質來講，其是基于信號來實現(xiàn)信息傳播目的，因此線路保護成效對于智能變電站進行信息采集具有直接性關聯(lián)和影響。基于以上，在進行智能變電站調試過程中，工作人員在其中的參與度具有非常重要作用，在進行實際調試過程中，要求工作人員做好防護措施，以此防止在之后的調試作業(yè)中出現(xiàn)不必要的安全事故。針對線路保護這部分的調試，其中需要特別注意的是，母線安全距離這部分的調試，為確保調試工作能夠嚴格按照規(guī)范標準進行、保證調試的科學性，在實際調試操作過程中，可采取對母線進行控制的方式來合并單元格，同時還要特別注意相關應用數(shù)據(jù)的處理工作。

4.3 監(jiān)控系統(tǒng)

在智能變電站繼電保護中，網(wǎng)絡監(jiān)控系統(tǒng)其中比較常用的基礎性設備，做好網(wǎng)絡監(jiān)控設備的調試具有一定的必要性。要想在原有基礎上進一步加強工作效率，一般情況下都會選擇網(wǎng)絡報文記錄分析儀來起到輔助性的作用，所謂網(wǎng)絡報文記錄分析儀，就是能夠對智能變電站在運行期間所產(chǎn)生的報文記錄下來，然后通過對記錄的報文進行全方位、系統(tǒng)性的分析，在分析過程中如果發(fā)現(xiàn)記錄異常部分，就可以自動進行報警操作。

在智能變電站繼電保護中，關于監(jiān)控設備在其中的應用作用，主要體現(xiàn)在以下兩方面內容中：其一，有效檢測變電站在運行期間所產(chǎn)生的各項參數(shù)信息，通過對運行參數(shù)信息進行分析，以此確定當前變電站是否存在運行異常情況[5]；其二，如果設備在運行過程中發(fā)生故障問題，通過監(jiān)控系統(tǒng)能夠直接分析故障發(fā)生原因，這對于設備進行二次檢修工作具有一定作用。從整體上來看監(jiān)控設備的應用，其中所具有的報警功能能夠在最快時間內傳達給相關工作人員，以此促使維修作業(yè)人員順利解決故障問題，同時能夠減少因故障發(fā)生對智能變電站造成的負面影響，最大化保證電力企業(yè)的經(jīng)濟效益。

4.4 大電流故障保護調試

智能變電站在運行期間經(jīng)常發(fā)生大電流性的故障問題，因此針對智能變電站進行大電流故障保護調試具有一定的重要性，這對智能變電站能否安全有效運行具有一定的保障意義。針對智能變電站中多使用大電流發(fā)生器電流，以此為標準互感器、電子式互感器的運行提供有力基礎，要求工作人員記錄好合并單元輸出值，通過應用相關數(shù)據(jù)監(jiān)測裝置對各種數(shù)據(jù)信息進行采集工作。

基于以上，就智能變電站運行過程進行分析，能夠明顯看出標準互感器與電子式互感器之間具有某種關聯(lián)，對電子式互感器進行精度校驗的同時，需要標準互感器參與其中進行校驗。從整體上來看，大電流故障保護調試就是針對智能變電站運行過程中可能出現(xiàn)的短路、合并單元口、合并單元雙AD差異、組網(wǎng)接口等開展相應的調試，通過調試減少未來可能出現(xiàn)突發(fā)性故障對變電站繼電保護工作正常運行產(chǎn)生的影響，以此最大程度保證智能變電站能夠穩(wěn)定運行。

4.5 GOOSE調試

從整體上來看，GOOSE的調試可分為以下三方面內容進行：其一，對當前繼電保護系統(tǒng)能否正常通信、網(wǎng)絡系統(tǒng)能否對系統(tǒng)通信狀態(tài)進行相應的調整，檢查燈泡照明狀態(tài)所指示的對象是否處于正常運行情況；其二，在進行系統(tǒng)調試過程中，可應用若干個傳輸壓力板來發(fā)送相應的信息進行調試，以此對傳輸壓力板、附件進行測試，測試的目的在于確定整個電流能否完全通過；其三，針對于普通系統(tǒng)而言，一方面要測試其是否能夠順利完成信號傳輸；另一方面測試是否能夠完全接收信號，因此在測試過程中，如果存在不能接收信號或傳輸信號的情況下，應確定是哪方面環(huán)節(jié)存在問題，并采取相應措施解決問題，進行這部分調試的目的在于保證傳輸和輸出功能能夠有效使用。

綜上，智能變電站的應用范圍不斷擴大，對加快國家電網(wǎng)事業(yè)的發(fā)展具有推動性和幫助性意義。從某種角度上來講，其屬于電力領域在發(fā)展中，因客觀環(huán)境在其中的驅動影響下的未來發(fā)展必然趨勢，對于智能變電站中的繼電保護，其對發(fā)揮智能變電站應用作用、推動智能電網(wǎng)的快速發(fā)展具有積極性意義。因此，做好變電站的繼電保護系統(tǒng)進行檢測和調試工作具有必要性意義，以此提升智能變電站的繼電保護應用功能，改善原變電站在運行中存在的弊端問題，充分發(fā)揮智能變電站在運行過程中的繼電保護應用功能，對提升智能變電站在實際運行中的安全性、穩(wěn)定性具有重要作用。