智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行和維護(hù)技術(shù)分析

續(xù)婧

[摘 要]本文首先對(duì)智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行了探討，然后對(duì)智能變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)進(jìn)行了具體的闡述。

[關(guān)鍵詞]智能變電站 繼電保護(hù) 運(yùn)行 維護(hù)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：D921 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2016）07-0076-01

引言

在智能變電站中，繼電保護(hù)設(shè)備對(duì)安全性、可靠性、速動(dòng)性的要求最高，因此，有必要深入研究智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行和維護(hù)技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)深入發(fā)展。

1 智能變電站的主要結(jié)構(gòu)

1.1 站控層

在智能變電站內(nèi)，最高級(jí)別的管理層即是站控層，站控層也是智能變電站的控制中樞，可以對(duì)全站保護(hù)和控制設(shè)備進(jìn)行狀態(tài)采集和信息交換，通過(guò)對(duì)采集到的保護(hù)信息進(jìn)行邏輯判斷，而且還會(huì)對(duì)相應(yīng)的跳閘和閉鎖等控制邏輯進(jìn)行輸出，具有較強(qiáng)的抽象勝。

1.2 間隔層

在過(guò)程和站控層之間有一個(gè)過(guò)渡層，即所謂的間隔層。在對(duì)智能變電站中繼電保護(hù)的運(yùn)行和維護(hù)技術(shù)進(jìn)行研究時(shí)多會(huì)在間隔層內(nèi)進(jìn)行，其有效的將過(guò)程層和站控層有效的聯(lián)系起來(lái)，而且一個(gè)間隔數(shù)據(jù)能夠作用于該間隔一次設(shè)備。

2 智能變電站繼電保護(hù)的技術(shù)要點(diǎn)

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站更加依賴(lài)于信息和網(wǎng)絡(luò)，在繼電保護(hù)構(gòu)成形態(tài)、運(yùn)行模式、傳輸方式、設(shè)備建模等方面，都具有較大區(qū)別，智能變電站繼電保護(hù)的技術(shù)要點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

2.1 構(gòu)成形態(tài)和運(yùn)行模式發(fā)生變化

智能變電站基于全光纖通信實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的模擬量、開(kāi)關(guān)量采集，能夠更加智能化、自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)的量值采集和邏輯判斷，繼電保護(hù)的構(gòu)成形態(tài)和運(yùn)行模式發(fā)生了很大變化，例如，電子式電流互感器的采用，解決了傳統(tǒng)互感器存在的飽和問(wèn)題，差動(dòng)保護(hù)的判據(jù)中，不再需要進(jìn)行互感器飽和的判斷。因此，智能變電站的繼電保護(hù)在維護(hù)內(nèi)容、運(yùn)行方式等方面都與傳統(tǒng)變電站有所區(qū)別，需要建立新型運(yùn)行和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 繼電保護(hù)設(shè)備狀態(tài)檢修成為可能

狀態(tài)檢修技術(shù)在電力系統(tǒng)內(nèi)部提出已久，然而并未獲得大規(guī)模應(yīng)用，智能變電站出現(xiàn)后，包括繼電保護(hù)裝置在內(nèi)的二次設(shè)備實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化傳輸，二次設(shè)備的狀態(tài)能夠以全數(shù)字的方式采集和傳輸，通過(guò)合并單元采集模擬量，通過(guò)智能終端采集開(kāi)關(guān)量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)二次回路信息的全采集和全監(jiān)測(cè)，這使得智能變電站中狀態(tài)檢修成為可能。

2.3 實(shí)現(xiàn)了基于IEC61850的統(tǒng)一建模

傳統(tǒng)變電站中，變電站設(shè)備的接入需要通過(guò)大量的二次接線(xiàn)進(jìn)行，而智能變電站下，全站統(tǒng)一的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是重要技術(shù)特征之一，基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)完成對(duì)全站設(shè)備的統(tǒng)一建模，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的互操作性，將大量的二次接線(xiàn)轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的模型文件配置，通過(guò)單獨(dú)的SCD和CID文件進(jìn)行對(duì)應(yīng)。當(dāng)變電站的工作和運(yùn)行狀態(tài)出現(xiàn)變化，需要更新相應(yīng)的文件與之對(duì)應(yīng)。

3 智能變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)研究

3.1 正常運(yùn)行時(shí)的系統(tǒng)維護(hù)

安全穩(wěn)定運(yùn)行是智能變電站的目標(biāo)，在未出現(xiàn)任何異常時(shí)，變電站的運(yùn)行以日常檢修和維護(hù)為主，要關(guān)注變電站內(nèi)新增加的設(shè)備的運(yùn)行情況，加強(qiáng)對(duì)新增設(shè)備的巡視和維護(hù)，排除可能出現(xiàn)的故障隱患。

3.1.1繼電保護(hù)裝置的維護(hù)

智能變電站的繼電保護(hù)與傳統(tǒng)保護(hù)在開(kāi)入開(kāi)出采集、通信、全站協(xié)議方面都具有很大的不同，基于這種結(jié)構(gòu)與實(shí)現(xiàn)方式的變化，在運(yùn)行和維護(hù)時(shí)應(yīng)該注重以下幾個(gè)方面：（1）為了預(yù)防異?，F(xiàn)象或故障可能帶來(lái)的設(shè)備信息丟失，對(duì)智能變電站的保護(hù)和安全自動(dòng)裝置應(yīng)該及時(shí)進(jìn)行各種參數(shù)的備份，包括設(shè)備模型配置、參數(shù)設(shè)置等。對(duì)運(yùn)行于室外的智能終端箱等設(shè)備，應(yīng)該按照相應(yīng)的溫度控制設(shè)備，避免高溫等惡劣環(huán)境可能帶來(lái)的設(shè)備損壞。（2）智能變電站中大量的光纖接線(xiàn)代替了二次電纜。因此，光纖網(wǎng)絡(luò)的完好對(duì)變電站安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要意義。在日常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)該定期檢查保護(hù)的交流采樣是否正確完好、光纖連接是否可靠接觸良好、站內(nèi)運(yùn)行設(shè)備是否有告警信息等。對(duì)間隔層內(nèi)的跨間隔設(shè)備，加數(shù)據(jù)集中器等還應(yīng)該檢查中間環(huán)節(jié)是否正確。

3.1.2網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和報(bào)文分析儀

智能變電站的運(yùn)行中主要涉及四種報(bào)文MMS報(bào)文、GOOSE報(bào)文、對(duì)時(shí)NTP報(bào)文、PTP報(bào)文，智能變電站設(shè)備動(dòng)作的正確與否和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行報(bào)文是否正常密切相關(guān)?；谥悄茏冸娬緦?duì)網(wǎng)絡(luò)通信的依賴(lài)，對(duì)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和報(bào)文分析儀的維護(hù)應(yīng)該高度重視。（1）IEC61850一致性測(cè)試，檢查交換機(jī)等相關(guān)設(shè)備是否符合IEC61850要求的一致性，是否符合相關(guān)的技術(shù)要求，檢查交換機(jī)的型號(hào)、配置、參數(shù)是否與要求相符。（2）檢查網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的以太網(wǎng)端口設(shè)置、速率、鏡像功能是否正常，確保交換機(jī)內(nèi)部的生成樹(shù)協(xié)議、VLAN設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)流量與設(shè)計(jì)要求一致，監(jiān)視交換機(jī)的冗余度和傳輸延時(shí)性能，確保交換機(jī)在各個(gè)方面的性能都能滿(mǎn)足系統(tǒng)要求。報(bào)文分析儀主要功能是對(duì)通信系統(tǒng)中的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行完全記錄，一旦發(fā)生網(wǎng)絡(luò)故障時(shí)能夠通過(guò)報(bào)文分析儀進(jìn)行查詢(xún)，起到第三方報(bào)文記錄、報(bào)文監(jiān)視等作用，還可以監(jiān)視系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)與運(yùn)行狀態(tài)。在日常的維護(hù)中應(yīng)該重點(diǎn)關(guān)注報(bào)文分析儀的記錄時(shí)間期限，其容量應(yīng)該至少能夠記錄一個(gè)星期以?xún)?nèi)的全站報(bào)文，并具有完備的報(bào)文解析能力，能夠幫助變電站運(yùn)行人員簡(jiǎn)單、明了、直觀(guān)的獲取網(wǎng)絡(luò)報(bào)文信息，從而對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行準(zhǔn)確判斷。

3.1.3智能化變電站監(jiān)控系統(tǒng)

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)在規(guī)約方面采用了DL/T 860通信標(biāo)準(zhǔn)在系統(tǒng)配置方面，采用了全站統(tǒng)一的SCD配置文件，并導(dǎo)入各裝置的CID文件。在這些方面的變化是對(duì)智能化變電站監(jiān)控系統(tǒng)的維護(hù)重點(diǎn)。（1）應(yīng)重點(diǎn)檢查全站的SCD配置文件集成是否正確、各個(gè)設(shè)備的MMS數(shù)據(jù)集配置是否符合要求、站控層的GOOSE閉鎖邏輯是否正確等，并在此基礎(chǔ)上一一驗(yàn)證，同時(shí)還應(yīng)關(guān)注各個(gè)設(shè)備的版本變化，加強(qiáng)對(duì)版本的管理。（2）在對(duì)程序化操作功能的檢查方面，應(yīng)要求智能變電站所有設(shè)備都滿(mǎn)足單間隔、多間隔、保護(hù)功能投退等程序化操作的要求。（3）重視對(duì)智能變電站站控層功能的驗(yàn)證，對(duì)軟壓板控制、定值區(qū)切換控制及定值召喚等功能進(jìn)行一一驗(yàn)證，并要求站控層的后臺(tái)能夠?qū)崟r(shí)更新定值區(qū)與軟壓板的狀態(tài)，能夠?qū)崿F(xiàn)滿(mǎn)足無(wú)人站值班功能。

3.2 異常清況下的系統(tǒng)維護(hù)。

3.2.1間隔合并單元故障

在當(dāng)前智能變電站運(yùn)行過(guò)程中，合并單元故障出現(xiàn)頻率最高，需要在設(shè)備檢修和維護(hù)工作中對(duì)其給予充分的重視浮司進(jìn)一步對(duì)導(dǎo)致合并單元故障的原因進(jìn)行研究。當(dāng)合并單元故障發(fā)生時(shí)，對(duì)于單套配置的間隔，則需要申請(qǐng)將相應(yīng)的間隔單元開(kāi)關(guān)退出運(yùn)行，而對(duì)于雙套配置間隔，則需要將本間隔與故障合并單元對(duì)應(yīng)的保護(hù)出口壓板推出，同時(shí)還需要將與故障合并單元對(duì)應(yīng)的母線(xiàn)保護(hù)裝置推出來(lái)。

3.2.2智能終端故障

智能終端在智能變電站中主要對(duì)開(kāi)關(guān)設(shè)備的跳合閘進(jìn)行負(fù)責(zé)，一旦智能終端出現(xiàn)故障，則會(huì)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的跳合閘帶來(lái)較大的影響。在智能終端故障發(fā)生時(shí)，需要將智能終端的出品壓板推出，避免在故障發(fā)生時(shí)智能終端無(wú)跳閘，然后再對(duì)導(dǎo)致智能終端的故障原因進(jìn)行查明并進(jìn)行處理。

3.2.3交換機(jī)故障

當(dāng)交換機(jī)故障發(fā)生時(shí)，需要根據(jù)相關(guān)資料來(lái)對(duì)故障所給網(wǎng)絡(luò)造成的影響進(jìn)行分析，然后再又擊玫障交換機(jī)的類(lèi)型進(jìn)行判斷，一旦過(guò)程過(guò)程層GOOSE網(wǎng)間隔交換機(jī)出現(xiàn)故障時(shí)，則會(huì)對(duì)本間隔交換機(jī)構(gòu)所構(gòu)成的GOOSE鏈路帶來(lái)影響，從而導(dǎo)致故障交換機(jī)所連接的保護(hù)失去作用。

結(jié)語(yǔ)

總之，在智能變電站正常運(yùn)行時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)繼電保護(hù)裝置的維護(hù)，密切關(guān)注網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和報(bào)文分析儀及變電站監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況；在異常情況下，則主要關(guān)注間隔合并單元故障、智能終端故障、交換機(jī)故障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并進(jìn)行檢修與維護(hù)，保證智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行。

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