變電站繼電保護典型缺陷的處理及分析

摘 要：隨著變電站的繼電保護越來越智能化，為了最大限度的防止變電站繼電保護缺陷現(xiàn)象發(fā)生，當前最好的辦法就是首檢過程中遇到的主變后備保護正確動作，但是開關拒動的缺陷著手開始尋找產(chǎn)生這些缺陷的原因以及處理方法。本文將會結合南方某運維站變電站為實際案例，具體闡述主變壓器保護配置的典型缺陷加以分析，通過自身多年的實際工作經(jīng)驗提出一些相關建議，希望能夠得到一些借鑒和參考。

關鍵詞：變電站；典型缺陷；繼電保護

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.144

1 變電站繼電保護的具體特點

歸納的說，變電站繼電保護的特點主要包括如下幾項。

1.1 GOOSE報文傳輸機制

經(jīng)過觀察發(fā)現(xiàn)，變電站GOOSE通信技術就目前而言在IEC.61850通信規(guī)約中能夠以最快速度通信報文傳送至目的地，通過這種方式來對相應信息加以閉鎖和監(jiān)測，以及保護跳閘等快速傳輸變電站事件。通過以往大量的實踐結果表明，在使用GOOSE報文通過數(shù)據(jù)幀的形式進行傳播的前提下每幀報文包含應用標識、允許生存時間等關鍵信息。需要特別提醒的是，GOOSE報文以五秒間隔進行傳輸（在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下），當事件發(fā)生變化時，報文以2ms間隔重傳兩次，之后以4ms與6ms間隔傳輸兩次后就會在瞬間恢復正常狀態(tài)。當GOOSE報文的接收方在TAL不高于4T參數(shù)時間內(nèi)無法接受到報文的情況下，通常會發(fā)生斷鏈告警現(xiàn)象。

1.2 繼電保護如何實現(xiàn)

事實表明，當前在市面上所使用變電站的繼電保護裝置與傳統(tǒng)變電站在通信方式上都有很大的不同。為什么會這么說呢？因為變電站的保護裝置絕大多數(shù)是通過光纖通信的，歸納的說，就是在原有三層結構基礎之上搭建過程層以及站控層網(wǎng)絡，保護裝置之間不僅僅可以通過光纖連接（點對點），與此同時還可以通過交換機組網(wǎng)連接。需要值得注意的是，點對點連接雖然說穩(wěn)定性比較高但是輸出數(shù)據(jù)量比較有限，在這種情況下最好的方式就是通過組網(wǎng)連接方式實現(xiàn)大量數(shù)據(jù)的信息共享。就目前而言，變電站的報文的傳輸方式主要有兩種：第一種是建立在發(fā)布者訂閱者基礎上的組播傳播方式，指的是GOOSE報文與SV報文。其中使用SV報文的目的在于能夠快速準確的傳輸模擬量，使用GOOSE報文的目的是可以使傳輸測控裝置遙控命令最大限度的準確無誤，保護裝置跳合閘命令，最終實現(xiàn)一次設備通信信號及時傳輸至指定地點。

2 原因分析

下面以太倉運維站為例加以分析，如下圖（圖1）所示。

通過反復的實踐證明，在保護開出傳動試驗過程中聽到GOOSE跳閘聲音并且能夠立即接收到相應信息（自發(fā)狀態(tài)下），在檢查終端過程中發(fā)現(xiàn)以下三種現(xiàn)象。第一、在主變保護上開出模擬信號，終端的相應位置并未接收到跳閘命令，開關依然處于閉合狀態(tài)。第二、拔掉差動跳低2分支直跳光纖，終端報網(wǎng)絡不正常。第三、拔掉低2分后備跳低2分支直跳光纖，終端沒有報網(wǎng)絡異常。除此之外，GOOSE接收配置沒有綁定任何一個光口，也就是跳低2分支直跳光口沒有做任何使能，這樣一來我們就找到了保護無法跳閘的原因。查出問題的癥結所在之后，經(jīng)過調(diào)查發(fā)現(xiàn)廠家技術人員在廣豐變現(xiàn)場對低2分支終端消缺過程中出現(xiàn)了失誤，因為該工作人員勾掉此光口。另外，由于進行保護開出傳動試驗過程中GOOSE能夠自動的發(fā)送和接受信息，這是由于它處于跳閘狀態(tài)，從這個層面上來看低2后備保護裝置處于正常狀態(tài)，光功率滿足相關要求。檢查終端發(fā)現(xiàn)在主變低2保護上模擬開出，終端并未接收到跳閘命令，開關沒有跳開，這就說明終端和低2后備的GOOSE通訊出現(xiàn)了一些故障，并且是終端接收GOOSE不成功，具體如下圖（圖2）所示。

此時終端顯示正常，表明保護和終端之間沒有通過虛端子連接在一起，這樣就會導致SCD文件配置不正確。拔掉差動跳低2分支GOOSE直跳光纖，終端報網(wǎng)絡顯示不正常，說明差動保護和終端通訊處于正常狀態(tài)，虛端子連接沒有任何問題。這種情況下，相關工作人員需要做的就是仔細檢查終端GOOSE接收配置，進而逐個消除故障。除了這些問題外，還存在以下兩種問題。第一、采用光纖通信技術較為頻繁的時候，站內(nèi)保護裝置的運行會受到光纖鏈路一定程度的影響（具體情況需要具體分析）。主要表現(xiàn)在過程層設備絕大多數(shù)時候處于站內(nèi)一次設備區(qū)位置，運行環(huán)境比較惡劣。其次是由于光纖本身質地相對比較容易發(fā)生折損，一旦出現(xiàn)這種情況極易造成通道衰損，這樣一來或多或少的必然會降低傳輸功率。第二、對交換機的依賴程度比較大，制約了報文傳輸質量。一般地說，GOOSE組網(wǎng)傳輸數(shù)據(jù)流量還比較小，有些時候為了最大限度的發(fā)揮光纖通信優(yōu)勢，采用SV組網(wǎng)，相比較而言采用這種方式每秒傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量相對就會比較大，對交換機的數(shù)據(jù)處理能力要求更高。目前以太網(wǎng)交換機在變電站長期運行穩(wěn)定性有待進一步提高，過程層網(wǎng)絡星型連接方式的交換機網(wǎng)絡冗余性比較差，交換機的運行維護措施也較為簡單。第三、對交換機的依賴程度比較大，制約了報文傳輸質量。

3 處理變電站繼電保護典型缺陷的方式

隨著新技術和新設備的不斷涌現(xiàn)，不僅提升了變電站繼電保護性能，同時也帶來了一些新的問題，目前最好的方式就是采用SCD文件關鍵技術。它記錄了與變電站安全穩(wěn)定運行相關的大數(shù)據(jù)，為更深層找到缺陷原因提供了便利，同時指出了如何從根本上杜絕此類事件的發(fā)生。總的來說，就是通過變電站配置描述語言建立分層信息模型，描述模型中的邏輯節(jié)點（用LN表示）、數(shù)據(jù)屬性（用DA表示）以及相應數(shù)據(jù)（用DO表示），通過這種方式實現(xiàn)設備的配置信息的實時互聯(lián)互通。事實證明，SCD文件配置是否正確，直接影響機電保護功能的正確性，是實現(xiàn)機電保護功能的重要前提。另外，就是采用GOOSE網(wǎng)跳的方式，它不需要配置物理首發(fā)端口，簡單安全可靠。雖然說報文傳輸時間相對比較長，但是能夠完全滿足工程的實際需求。

4 總結語

綜上所述，變電站繼電保護相對傳統(tǒng)已經(jīng)發(fā)生了很大的變化，大大減少了二次電纜的使用，但是同時也導致了二次回路不易察覺，為了更好的維護SCD文件不會遭受任何損耗（包括內(nèi)部或者外部的各項因素），相關工作人員首先需要做的就是對SCD文件描述的信息深刻理解，掌握SCD內(nèi)部的虛擬二次回路是如何實現(xiàn)的各種方式，通過這種方式制定出保障SCD文件的正確措施并且監(jiān)督落地執(zhí)行，從而總結出變電站檢修的安全措施，保障變電站的正常運轉。

參考文獻：

[1]翟相鵬，吳曉蕾.智能變電站繼電保護典型缺陷分析[J].河北電力技術，2014.

[2]董燁，李兵，李永斌.330kV變電站繼電保護典型配置[J].機電信息，2016.

作者簡介：邱鈞蘭（1977-），女，江西崇義人，本科，工程師，主要研究方向：電力系統(tǒng)繼電保護及自動化。endprint