110kV智能變電站繼電保護(hù)若干問題研究

王槿

摘 要：近年來，隨著現(xiàn)代電力技術(shù)向智能化發(fā)展，我國機(jī)電設(shè)備變電站設(shè)備的結(jié)構(gòu)也都進(jìn)行了智能化升級。由于大多數(shù)機(jī)電設(shè)備的運(yùn)行系統(tǒng)具有易損耗的特點(diǎn)，所以需要經(jīng)常進(jìn)行系統(tǒng)故障診斷。智能技術(shù)的應(yīng)用推動了110kV變電站設(shè)備故障診斷技術(shù)的發(fā)展，通過收集處理故障信息，變電站工作人員可以找到切實(shí)有效的維修方法，新智能技術(shù)與傳統(tǒng)診斷方法的完美結(jié)合，是豐富故障排除方法內(nèi)容的重要助力。本文將結(jié)合110kV智能變電站設(shè)備故障診斷出現(xiàn)的相關(guān)問題，以國家電網(wǎng)公司出臺并實(shí)施技術(shù)要求為基礎(chǔ)，結(jié)合智能變電站實(shí)際運(yùn)行情況，分析110kV智能變電站維護(hù)方法。探討如何檢測智能變電站的繼電保護(hù)裝置，為相關(guān)技術(shù)及維修人員找出便捷而有效的智能電站維護(hù)方法，并對其維護(hù)和保養(yǎng)方法進(jìn)行深入分析。

關(guān)鍵詞：智能變電站；繼電保護(hù)；110kV變電站

前言：國家電網(wǎng)公司十年之前就已開始建設(shè)特高電壓的新型電網(wǎng)，對傳統(tǒng)電力結(jié)構(gòu)進(jìn)行智能化改造。國家電網(wǎng)要求各分部協(xié)調(diào)低級電網(wǎng)，以獨(dú)立自主、創(chuàng)新科學(xué)為基本，發(fā)展現(xiàn)代化、自動智能化的新型電網(wǎng)。新型智能電網(wǎng)的最基本組成是智能變電站。為了能夠更好的建設(shè)智能電網(wǎng)，完成國家電網(wǎng)智能化，本文根據(jù)現(xiàn)有的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，對智能變電站的建設(shè)過程中出現(xiàn)的情況和繼電保護(hù)裝置的維護(hù)方法進(jìn)行分析。

一、智能變電站繼電裝置維護(hù)方法

根據(jù)2010年頒布的《智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中的機(jī)電裝置裝配原則、變電站技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、信息交互原則，110kV及以上電壓等的輸電網(wǎng)絡(luò)和電力控制站需要采用機(jī)電保護(hù)裝置并且相互獨(dú)立，擁有USB數(shù)據(jù)接口、智能化感應(yīng)裝置、合并單元、自動控制器等裝置。單間隔變電站繼電裝置的保護(hù)模式為直接跳閘，涉及到主干線電路保護(hù)也盡量采用直接跳閘的方式。變電站繼電保護(hù)設(shè)備與控制站或控制終端應(yīng)該通過變電網(wǎng)絡(luò)有智能化的點(diǎn)對點(diǎn)通信，實(shí)時連接。

智能變電站的相關(guān)規(guī)范同時還指出對不同電壓等級的線路保護(hù)、變壓器保護(hù)、母線保護(hù)、高壓并列電抗器保護(hù)，斷路器及短引線保護(hù)，母聯(lián)（分段）保護(hù)、故障錄波及網(wǎng)絡(luò)報文記錄分析裝置、安全自動裝置、過程層網(wǎng)絡(luò)、智能終端、電子式互感器及相關(guān)設(shè)備的配置原則與設(shè)備技術(shù)要求進(jìn)行了說明，界定了繼電保護(hù)設(shè)備信息交互的要求、信息交互的內(nèi)容，以及繼電保護(hù)裝置就地化的實(shí)施原則[1]。

智能變電站技術(shù)規(guī)范還要求對三分之二接線型或者220kV以上變電站使用不同的接線形式，使用雙母線接線以保證安全，對于110kV變電站的接線要求做出了圖例表示，極大的加強(qiáng)了變電站智能建設(shè)現(xiàn)場操作和改造的便利性，在某種程度上減少了機(jī)電保護(hù)裝置裝配過程可能出現(xiàn)的問題。

二、110kV智能化變電站設(shè)施建設(shè)現(xiàn)狀

這里以110kV大侶數(shù)字化變電站為例，110kV大侶電站采用了內(nèi)橋接線的方法，變電站內(nèi)部主開關(guān)使用普通開關(guān)。雖然變電站配置了比較先進(jìn)的電子式互感器但是卻沒有配備其他配套的智能一體化變電站設(shè)備，不具備智能變電站的自動控制，不可以脫離技術(shù)人員的控制，無法自動運(yùn)行。但是大侶變電站的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的自動化改造；繼電保護(hù)裝置的安放；智能網(wǎng)絡(luò)的搭建可以為今后變電站智能化建設(shè)提供實(shí)例，是寶貴的智能變電站建設(shè)經(jīng)驗(yàn)。

大侶變電站的系統(tǒng)自動化改造方法通過建設(shè)二級網(wǎng)絡(luò)搭造三種設(shè)備來完成。大侶變電站的智能化結(jié)構(gòu)與現(xiàn)今智能變電站沒有區(qū)別，大侶變電站內(nèi)部SV網(wǎng)絡(luò)融合goose式網(wǎng)絡(luò)，配備輸電線路強(qiáng)保護(hù)裝置、故障記錄儀、檢測儀、智能化控制器等能夠保護(hù)電路正常設(shè)備。

110kV及主變10kV側(cè)相關(guān)間隔的過程層GOOSE命令、SV數(shù)據(jù)和IEEE1588V2對時報文均通過網(wǎng)絡(luò)傳送，雙重化配置的第一套智能電子設(shè)備（IED）及單套配置的110kV線路保護(hù)，母聯(lián)保護(hù)等保護(hù)裝置接入過程層A網(wǎng)，雙重化配置的第二套IED接入過程層B網(wǎng)，110kV單套配置的智能終端同時接入過程層A網(wǎng)、B網(wǎng)[2]。

大侶變電站的建設(shè)是變電站數(shù)字化改造的一次嘗試，在輸電控制網(wǎng)絡(luò)建設(shè)和機(jī)電保護(hù)裝置信號傳遞方面與智能化變電站相比仍有一些不足。智能變電站技術(shù)準(zhǔn)則要求傳輸網(wǎng)絡(luò)不能融合，大侶變電站網(wǎng)絡(luò)沒有獨(dú)立。智能化的跳閘方式應(yīng)該采取直接型，但是大侶變電站使用了遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)管理的方式，依靠人為控制。這種控制方法接線比較簡單，方便技術(shù)人員遠(yuǎn)程控制，但同時限制了輸電線路的自動化。如果網(wǎng)絡(luò)中斷或者延遲會對線路產(chǎn)生巨大的影響，對大侶變電站的智能化改造應(yīng)該盡快提上日程。

三、變電站設(shè)備的智能化改造

（一）線路的智能化改造

在110kV智能變電站建造的時候，變電站的保護(hù)和監(jiān)測功能要結(jié)合，按照設(shè)計要求每一部分都配置線路保護(hù)系統(tǒng)，采用直接跳閘的方式。當(dāng)保護(hù)采用雙套配置時，各側(cè)合并單元（MU）、各側(cè)智能終端均宜采用雙套配置；中性點(diǎn)電流、間隙電流并入相應(yīng)側(cè)MU，線路間隔的保護(hù)監(jiān)測裝置應(yīng)該通過goose式網(wǎng)絡(luò)與智能設(shè)備遠(yuǎn)程連接，方便監(jiān)測數(shù)據(jù)的傳遞和查看[3]。

（二）變壓器的智能化改造

110kV智能變壓器的電量不得高于技術(shù)規(guī)范的要求，采用雙套變壓器的配置方式，主變壓器需要搭配一個備用變壓器使用。主變壓器和后備變壓器的保護(hù)裝置應(yīng)該在建設(shè)時應(yīng)該分開，監(jiān)測和保護(hù)設(shè)備盡量不分開。

變壓器保護(hù)直接采樣，直接跳各側(cè)斷路器；變壓器保護(hù)跳母聯(lián)、分段斷路器及閉鎖備自投、啟動失靈等可采用goose網(wǎng)絡(luò)傳輸，變壓器保護(hù)可通過goose網(wǎng)絡(luò)接受失靈保護(hù)跳閘命令，并實(shí)現(xiàn)失靈跳變壓器各側(cè)斷路器[4]。

（三）智能化跳閘方式的優(yōu)點(diǎn)

同以往的一次斷路設(shè)備或者兩次斷路傳統(tǒng)跳閘方式相比，智能變電站的短路保護(hù)采用通過goose網(wǎng)絡(luò)發(fā)出信息，再通過通信網(wǎng)向智能控制器發(fā)出跳閘信號。采用goose網(wǎng)絡(luò)，保護(hù)裝置的信號傳輸通過已經(jīng)通信網(wǎng)，與傳統(tǒng)直接跳閘的保護(hù)方式比較，具有方便檢測和容易維修的特點(diǎn)。

結(jié)論：通過上文對智能化電站繼電設(shè)備的安裝方法進(jìn)行系統(tǒng)分析可知，智能化電站的建設(shè)是一個長期的、復(fù)雜的過程，其運(yùn)行情況中需要大量的維護(hù)。所以想要提高智能化電站設(shè)備的建造水平和安全性能，必須保證繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行，采用切實(shí)有效的維護(hù)手段，并按照技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行智能化電站的建設(shè)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]黃瑞虹.110kV變電站繼電保護(hù)改造調(diào)試問題解析[J].科技與企業(yè)，2015，18（05）：239.

[4]宋璇坤，李穎超，李軍，等.新一代智能變電站層次化保護(hù)系統(tǒng)[J].電力建設(shè)，2013，07（18）：24-29.