智能變電站繼電保護運維防誤技術研究及應用分析

國網冀北電力有限公司超高壓分公司 徐興華 邢宇欣

1 智能變電站發展方向

隨著計算機技術深層次推廣及物聯網技術水平提升，現實中的智能變電站監控系統較為健全完善，安全自動裝置等在計算機監控下高效率運轉，不僅可遠程數據傳送，還可實現微機型繼電保護。在此基礎上，保障二次設備完成關鍵性數據交換，從源頭提升信息共享能力。研究發現，傳統變電站數據交換（一次和二次設備）較為復雜，依靠電氣回路實現，同時需要二次電纜的輔助，智能變電站推廣中這部分內容成為改造的重點。當前，智能變電站功能得到了全面升級，傳統數據交換方式有了進一步的更新，現實工作中變電站智能化改造可從以下層面開始優化。

提升一次設備智能化水平。變電站流變和壓變均是重要指標，屬于設備運行的模擬量，想要提高變電站的智能化水平，必須通過相關模擬量轉換來實現，將模擬量變為數字量，這是最基本的技術保障，不容忽視[1]。同時，將變電站中的設備（一次和二次設備）與數字化設備完成對接，實踐證明借助這樣的方法，可以將電壓等級升高后二次側輸出增多問題從源頭消除，提升電網的穩定性。如常見的局部發熱情況，借助上述技術改造后，可以促使其發生概率降低。此外，一次設備智能化等級想要提升，還須在原有技術保障下統一產品規格和性能，整合分散的智能設備，利用科學的手段提高變電站設備適應性，營造智能變電站運維的良好環境。

簡化二次回路。專用通信協議使用會增加智能變電站功能完善的難度，為此在變電站的未來發展中還要簡化二次回路，確保變電站二次設備的穩定性和相對獨立性，夯實智能變電站基礎。二次回路越復雜，意味著智能變電站運維中信息共享度越低。另外，復雜的二次回路設計還會伴隨產生冗余大、結構不穩等電網使用問題，為智能電網埋下隱患，為此在智能化改造中科學、有效簡化二次回路十分必要。

科學使用繼電保護機制。以往的變電站運維中，容易發生交直流串擾的問題，甚至有時還會出現設備飽和等問題，運維管理難度比較高。現實中，采用智能化管理模塊后，這方面的問題得到了處理，借助繼電保護裝置，可科學營造穩定的變電環境，并在此環境中增強電力系統高效性。

2 運維防誤技術應用

筆者所在的變電站是110kV 輸變電工程的重要構成，位于某工業園內，新增變電容量12.6萬kVA。該智能變電站工程的建設是為了滿足工業園用電負荷增加的現實需求。因為GIS 智能變電站項目運行壓力較大，在日常運維管理中變電站繼電保護成為主要技術內容。為科學發揮繼電保護運維防誤技術的優勢，本次項目中使用了綜合型的防誤技術，主要包括主動式綜合防誤、硬壓板誤投補救、軟壓板投退防誤、裝置就地操作防誤以及裝置檢修隔離防誤技術。

2.1 主動式綜合防誤技術

綜合防誤屬于系統性較強的控制失誤行為，在準確判斷出口和了解設備性能的基礎上盡量減少操作失誤。現實應用中，綜合防誤技術控制性強，具有一體化監控特點，值得推廣。但該防誤技術應用前，想要達到理想的效果，須先對本地操作系統實施精準的判斷，以便影響防誤工作質量。該技術發揮作用期間，須根據綜合防誤規則，調整相關的內容，做好斷路器性能檢驗與隔離開關的綜合防護。主動式綜合防誤技術的要點如下。

準確評估保護裝置。這里特指的保護裝置主要有隔離開關以及作用關鍵的斷路器等，要及時發現裝置問題；全面檢查防誤設備。使用綜合防誤技術時，想要達到理想的效果，應全面檢查防誤設備，將其作為技術保障，防止出現失誤，保障電力輸送能力；整改SV 接收軟壓板。在保護母線時，須結合現實需求，整改SV 接收軟壓板，在合理技術保障下增強裝置應用效果，營造良好的電力輸送環境；科學遵守防誤原則。在電力運輸時，要科學遵守相關的防誤原則，在母線無法“退出”的情況下，應按照原則實施封閉技術處理，在技術綜合保障下防止形成嚴重的母線保護誤動作影響。

現實工作中，可成立電流速斷保護模型對故障情況科學預防，提高電力配送穩定性，相關公式為：IMAX=Ep/（zp+zIL），式中：Ep為穩定的系統電壓，是重要的計算參數；Zp為系統等效電阻，與系統電壓是相對應的；ZI為正序阻抗；L 為線路長度。此外過電流保護公式如下：I=KMAX｛I,IL｝，式中：K 為重要的系數，I 和IL分別代表的涵義是電流定值和負荷電流（最大值）。

2.2 硬壓板誤投補救

在操作硬壓板時，故障因素眾多。由于用人工操作方式，所以此環節的防誤控制被動，不具備主動性。現實工作中，一旦產生誤投操作，其后果影響較為嚴重。為此，須細致觀察硬壓板的位置，掌握硬壓板的具體位移參數，若是出現隱患問題，須積極主動應用防控措施，確保現實變電站運營安全。例如，在硬壓板修復階段，要合理降低誤投事故的概率。當出現誤投事故時，須借助風險判斷機制，將危機及時消除，防止產生功能閉鎖。除此之外，在補救過程中，須綜合考慮多種因素，全面監控硬壓板狀態，一旦出現變位信號，要改變設備運行狀態，在此前提下，為一次設備的持續性運行提供保障。

2.3 軟壓板投退防誤技術

近年來，電網技術發展中，軟壓板投退防誤技術應用較為頻繁，軟壓板投退過程中，需要遵循相關的技術流程，特別是在遙控階段要實施一體化調控策略，保障繼電保護的有效性。結合現實經驗可知，軟壓板投退防誤技術的實施效果，易受兩類因素的影響，第一類因素是遠方投退壓板；第二類因素是遠方操作，稍有不慎，就會形成繼電保護誤動，直接威脅電網穩定性。

在檢修過程中，須結合上述的影響因素采取針對性的故障問題處理建議，措施如下：在有效設置保護裝置階段，須對硬壓板狀態進行檢驗，使其處于保護檢修狀態，為后續工作提供保障。同時，將軟壓板投退狀態較為科學的保存，確保發生掉電現象時信息不會丟失，為電網運行夯實基礎；保護裝置想要發揮完整的作用，需要在其中設置軟壓板，這是最重要的技術保障，當接收軟壓板時（投入“SV”），需要進行對比操作，對壓板狀態和AV 中的test 全面檢修，消除智能變電站故障隱患，發揮繼電保護的最大作用。

2.4 裝置就地操作防誤

運維防誤技術應用中，裝置就地操作防誤是較為核心的內容，裝置就地誤操作誘因較多，主要因為在采集數據階段，可操作時間較短，造成防誤規則的混亂。另外，由于裝置面板數量較多，所以容易形成誤入的情況，影響供電的安全和平穩性。基于此，在分析防誤因素時須實施科學的考慮，從以下方面入手強化裝置就地操作防誤效果：結合相關技術操作要求，全面分析控制裝置，確保裝置的性能理想，結合現實需求，積極優化其使用性能，提升設備的穩定性；發現隱藏在裝置中的問題，借助自動化控制技術，確保相關操作可以依據指令進行，消除誤操作的影響；結合現實需求構建三層防誤體系，在構建體系的基礎上發送相關指令，在安全的操作流程中防止產生誤操作行為。

2.5 裝置檢修隔離防誤

檢修繼電保護裝置時，離不開隔離系統的有效設置。實踐證明，大膽啟用隔離系統，可降低誤操作概率，確保電網的持續穩定，傳統的繼電保護環節中，多數情況下均是使用電纜連接的方式實施合理的二次回路選擇，但是這種操作滯后性是相對明顯的，會存在一定的隱患。基于此現實中可借助光纖組網和物理端子，實施關鍵電網信息的傳遞，獲得虛擬化二次回路，在此技術保障下發揮保護軟壓板和SV 接收的特殊功能。但現實應用中，一旦壓板數量過多，就會弱化檢修隔離效果，甚至形成順序錯誤等情況。

針對此項技術問題，科學的優化措施如下：首先綜合利用可視化技術，了解各個細節點，借此提升檢修的質量，保障檢修的精度，通過檢修的技術保障，防止產生誤操作；其次明確檢修狀態執行層、裝置層等，實現可視化檢修；最后實操中檢修繼運維裝置時，隔離開關與斷路器是重要的檢修內容，要詳細記錄網絡狀態，借助操作前后的狀態對比，降低誤操作的影響。

表1 隔離防誤操作信息

3 運維防誤技術應用的質量保障

3.1 對主動型防誤技術加大研究力度

主動型防誤技術應用時，想要發揮防誤技術最大優勢，須結合電力資源使用需求，加強繼電保護裝置的有效管理，在主動防誤技術的完整體系下，改善變電站繼電保護現有模式，提升裝置的信息接收能力以及優化傳遞功能。在現實繼電保護的真實場景中，結合系統運作特點，高質量引入主動防誤技術，加強保護裝置的管理和約束。繼電保護裝置管理屬于系統的工作，作為中間環節的控制人員要強化主動防誤的意識，需要全方位、多角度實施主動型防誤技術的滲透，搭建科學的主動防誤體系，消除電網運行的隱患。在接收板裝置的持續影響下，充分整合電網資源，提高電網資源利用率，降低電力資源損耗，從而增強電力系統穩定性。

3.2 科學完善防誤操作庫

在上述措施基礎上，還須科學完善防誤操作庫，借此保障資源利用率。智能變電站作用顯著，其核心信號和部件構成如圖1所示。

圖1 核心信號和部件

結合現實經驗可知，防誤操作庫具有積極的影響，能夠為繼電保護提供精準的服務，同時為裝置的運作夯實基礎，提供網絡化支持。在信息技術合理滲透的今天，電力系統防誤操作優化管理中防誤操作庫建設十分重要。實踐證明，借助重要數據信息（防誤數據庫中的）能夠為技術人員維護方案的制定提供依據，從而支持智能變電站可持續發展。

防誤操作信息庫運作的核心內容包括：錯誤操作信息庫。從現實工作了解到，錯誤操作信息庫是重要的技術保障，可對技術人員錯誤操作進行約束，并集中管理錯誤操作行為，為智能變電站運行提供理想的環境。根據變電站的運行，調取關鍵信息（從防誤操作信息庫中），提高變電站運維能力；錯誤補救規則數據庫。研究發現，部分繼電保護裝置較為特殊，內部未配備攔截設備，所以使用中易導致設備失靈，影響電網穩定性。為消除這方面的影響，提升設備的運維能力，要借助錯誤補救規則數據庫，對問題進行判斷分析，提前制定應急措施，助力智能變電站平穩運行。