智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的探討

【摘 要】智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備是保證電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)，而繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修也逐步開展起來。本文簡(jiǎn)述了狀態(tài)檢修的定義，并基于智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備基礎(chǔ)上，闡述了智能變電站實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的幾個(gè)重要組成部分。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；狀態(tài)檢修；繼電保護(hù)

0.引言

20世紀(jì)90年代以來，我國的電氣設(shè)備狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)及狀態(tài)檢修技術(shù)開始起步。隨著監(jiān)測(cè)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等不斷發(fā)展，變電站一次電氣設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)[1-2]，一次設(shè)備的狀態(tài)檢修工作也在有序的開展。由于一次設(shè)備狀態(tài)檢修導(dǎo)致的停電時(shí)間縮短，對(duì)以往采取的定期校驗(yàn)的二次設(shè)備檢修機(jī)制也提出了新的要求。作為電氣二次設(shè)備重要組成部分的繼電保護(hù)，承擔(dān)著保障電網(wǎng)穩(wěn)定和電力設(shè)備安全的重要職能，為保證與一次設(shè)備的同步，繼電保護(hù)設(shè)備同樣需進(jìn)行監(jiān)測(cè)，逐步實(shí)現(xiàn)狀態(tài)檢修。

繼電保護(hù)狀態(tài)檢修不僅包含保護(hù)裝置本身，更應(yīng)該包含交流輸入、直流回路和操作回路等保護(hù)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，但常規(guī)微機(jī)保護(hù)設(shè)備理論上可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)環(huán)節(jié)的監(jiān)測(cè)，但存在監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)量大、節(jié)點(diǎn)數(shù)目多、通信通道量大的問題[3]。而隨著近年來智能變電站的推廣應(yīng)用，為繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修提供了良好條件。智能變電站[4]是由智能化一次設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備分層（過程層、間隔層、站控層）構(gòu)建，通過采樣值（SV）報(bào)文與過程層合并單元的數(shù)據(jù)傳輸，開關(guān)量信號(hào)通過面向通用對(duì)象的變電站事件（GOOSE）實(shí)現(xiàn)與過程層智能終端的報(bào)文傳輸。

本文簡(jiǎn)述了狀態(tài)檢修的定義，并基于智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備基礎(chǔ)上，闡述了智能變電站實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的幾個(gè)重要組成部分。

1.狀態(tài)檢修的定義

狀態(tài)檢修可以簡(jiǎn)單定義為：在設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，根據(jù)監(jiān)測(cè)和分析診斷的結(jié)果科學(xué)安排檢修時(shí)間和項(xiàng)目的檢修方式[5]。它包含了狀態(tài)監(jiān)測(cè)、設(shè)備診斷和檢修決策三層含義。狀態(tài)檢修的目標(biāo)是減少設(shè)備停運(yùn)時(shí)間，提高設(shè)備可靠性和可用系數(shù)，延長(zhǎng)設(shè)備壽命，降低運(yùn)行檢修費(fèi)用，改善設(shè)備運(yùn)行性能，提高經(jīng)濟(jì)效益。

2.繼電保護(hù)狀態(tài)檢修的實(shí)現(xiàn)

智能變電站繼電保護(hù)狀態(tài)檢修是一個(gè)系統(tǒng)工作，為實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)狀態(tài)檢修，應(yīng)重點(diǎn)做好以下幾個(gè)方面的工作：

2.1建立繼電保護(hù)狀態(tài)檢修體系

為了規(guī)范繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修工作，保障狀態(tài)檢修有序?qū)嵤┖徒】蛋l(fā)展，需建立有序的繼電保護(hù)狀態(tài)檢修體系。地市供電公司的狀態(tài)檢修工作主要分為兩層：

圖1 繼電保護(hù)狀態(tài)檢修體系

（1）智能變電站內(nèi)監(jiān)控單元監(jiān)測(cè)繼電保護(hù)設(shè)備（保護(hù)裝置、智能終端和合并單元）和二次回路的信息，并上送到地市公司的狀態(tài)監(jiān)測(cè)主機(jī)。

（2）地市公司的監(jiān)測(cè)主機(jī)接收各個(gè)智能變電站的監(jiān)測(cè)單元數(shù)據(jù)，結(jié)合人工錄入的繼電保護(hù)缺陷和紅外測(cè)溫等數(shù)據(jù)，從而給出繼電保護(hù)設(shè)備的綜合評(píng)價(jià)，最終為繼電保護(hù)狀態(tài)檢修計(jì)劃的制定提供科學(xué)依據(jù)。

2.2規(guī)范智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備監(jiān)測(cè)量

智能變電站繼電保護(hù)相關(guān)設(shè)備突破了傳統(tǒng)變電站繼電保護(hù)裝置只能發(fā)出“正?！被颉爱惓！钡臓顟B(tài)信息的情況，智能變電站支持部分可連續(xù)監(jiān)測(cè)的關(guān)鍵模擬量狀態(tài)信息，并支持通過通信的方式輸出這些模擬量狀態(tài)信息，狀態(tài)信息監(jiān)測(cè)平臺(tái)通過緩存模擬量狀態(tài)信息，發(fā)現(xiàn)狀態(tài)信息的長(zhǎng)期變化規(guī)律，并結(jié)合裝置損壞時(shí)的模擬量的狀態(tài)特征，能夠?qū)崿F(xiàn)基于這些狀態(tài)信息的繼電保護(hù)狀態(tài)檢修。

為實(shí)現(xiàn)智能變電站繼電保護(hù)相關(guān)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的綜合利用，首先需要通過把智能變電站繼電保護(hù)相關(guān)裝置的在線監(jiān)測(cè)信息傳輸?shù)綄?shí)現(xiàn)狀態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分析的計(jì)算機(jī)，其中主要包括三類設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息：繼電保護(hù)裝置、合并單元和智能終端。

2.2.1智能終端和合并單元狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息

智能終端和合并單元屬于智能變電站過程層設(shè)備，是一次設(shè)備與間隔層設(shè)備的接口裝置。智能終端與一次設(shè)備采用電纜連接，與保護(hù)、測(cè)控等二次設(shè)備采用光纖連接，實(shí)現(xiàn)對(duì)一次設(shè)備的測(cè)量、控制等功能。而合并單元是對(duì)來自轉(zhuǎn)換器的電流和/或電壓數(shù)據(jù)進(jìn)行時(shí)間相關(guān)組合的物理單元，并將處理后的數(shù)字信號(hào)按照特定格式轉(zhuǎn)發(fā)給間隔級(jí)設(shè)備使用。從智能終端和合并單元的作用可以看出，當(dāng)兩者中任一裝置出現(xiàn)問題時(shí)，繼電保護(hù)的可靠性都將受到嚴(yán)重影響。雖然智能變電站中要求220kV及以上電壓等級(jí)的合并單元和智能終端都要求雙重化配置[6]，但目前運(yùn)行過程中也存在由于溫度高等原因?qū)е聝商淄瑫r(shí)故障的可能。所以對(duì)智能變電站中智能終端和合并單元的狀態(tài)監(jiān)測(cè)十分必要。

對(duì)智能變電站合并單元和智能終端主要輸出自檢告警信息外，還應(yīng)要主要狀態(tài)信息包含表溫度、端口光強(qiáng)、電源電壓等信息量。

2.2.2繼電保護(hù)裝置的狀態(tài)監(jiān)測(cè)信息

基于IEC61850的繼電保護(hù)裝置與傳統(tǒng)繼電保護(hù)裝置相比，不僅可以輸出反應(yīng)裝置硬件本身的自檢信息，同時(shí)能提供裝置本身的運(yùn)行的環(huán)境信息。

2.3強(qiáng)化人員培訓(xùn)

繼電保護(hù)狀態(tài)檢修是一個(gè)系統(tǒng)工作，同時(shí)繼電保護(hù)的狀態(tài)檢修也對(duì)工作人員的技術(shù)水平要求非常高，為保障狀態(tài)檢修有序?qū)嵤┖徒】蛋l(fā)展，充分發(fā)揮狀態(tài)檢修的綜合效益，需要對(duì)狀態(tài)檢修的工作人員進(jìn)行相關(guān)技能的培訓(xùn)，提高工作人員的技術(shù)素質(zhì)。同時(shí)在培訓(xùn)時(shí)應(yīng)根據(jù)對(duì)象不同，培訓(xùn)的側(cè)重點(diǎn)也應(yīng)不同。一線班組人員要側(cè)重狀態(tài)檢修工作實(shí)施能力的培訓(xùn)。

2.4加強(qiáng)入網(wǎng)檢測(cè)，收集家族缺陷

雖然經(jīng)過近幾年的智能變電站的工程建設(shè)，特別是近幾年智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的不斷出臺(tái)，繼電保護(hù)設(shè)備的制造越來越規(guī)范。但由于各個(gè)制造廠家的設(shè)計(jì)水平、設(shè)計(jì)理念以及對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的理解不同，造成了設(shè)計(jì)存在隱患，導(dǎo)致保護(hù)誤動(dòng)的發(fā)生，所以應(yīng)加強(qiáng)智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的入網(wǎng)檢測(cè)，規(guī)范繼電保護(hù)設(shè)備的版本。

同時(shí)由于繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行狀況與設(shè)計(jì)水平、版本、制造工藝、所用元器件、運(yùn)行環(huán)境等存在較大關(guān)系。同一時(shí)間的同類產(chǎn)品在運(yùn)行中可能會(huì)發(fā)生同樣的缺陷。在實(shí)際運(yùn)行中我們應(yīng)收集這些缺陷，為運(yùn)行的設(shè)備提供檢修指導(dǎo)。

3.結(jié)論

繼電保護(hù)狀態(tài)檢修技術(shù)是電力系統(tǒng)發(fā)展的應(yīng)用的趨勢(shì)，而IEC 61850通訊規(guī)約技術(shù)的智能變電站發(fā)展為繼電保護(hù)狀態(tài)檢修提供了有力條件。在技術(shù)條件成熟的前提下，通過建立狀態(tài)檢修體系，規(guī)范繼電保護(hù)設(shè)備的監(jiān)測(cè)狀態(tài)量，強(qiáng)化人員培訓(xùn)，提升工作人員的技術(shù)水平和業(yè)務(wù)能力，同時(shí)加強(qiáng)設(shè)備的入網(wǎng)檢測(cè)，剔除不合格的設(shè)備，保證產(chǎn)品運(yùn)行狀態(tài)。通過長(zhǎng)期收集產(chǎn)品的家族缺陷，為設(shè)備裝置的狀態(tài)評(píng)估和檢修決策給出支撐。

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