探析智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

卿平飛+梁欣琦

摘 要 隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐加快，科技水平不斷提高。在電子信息化時代背景下，電力行業(yè)實(shí)現(xiàn)全面智能化，變電站是電網(wǎng)系統(tǒng)中不可或缺的組成部分，它的運(yùn)行與維護(hù)為人們的生活質(zhì)量提供了保障。本文以闡述智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的基本組成作為探究出發(fā)點(diǎn)，分析智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行及維護(hù)技術(shù)，旨在確保智能變電站繼電保護(hù)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。

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

一、引言

目前，傳統(tǒng)變電站已逐步被智能變電站替代，智能化技術(shù)具有方便快捷的特點(diǎn)。由于變電站開始走向智能化改革，因此，在運(yùn)行過程中對變電站繼電保護(hù)安全設(shè)備的穩(wěn)定性、可靠性、實(shí)效性以及安全性要求高。智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行以及維護(hù)技術(shù)是電網(wǎng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的關(guān)鍵因素。全面了解繼電保護(hù)運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)，可推動電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展。

二、智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的基本組成

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)主要由四部分組成：第一，電子式互感器，數(shù)字信號、光電處理技術(shù)等的不斷發(fā)展，使電氣測量系統(tǒng)逐漸向數(shù)字化發(fā)展，并應(yīng)用于變電站的數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)。電子式互感器有兩種類型，一種是無源型的，一種是有源型的，分類依據(jù)為是否向傳感器提供電源。有源型的電子式互感器重量和體積都比較小，能夠減少變電站的占地面積。第二，合并單元，這部分是在間隔層將功能下放到過程層中所出現(xiàn)的，其發(fā)揮著關(guān)鍵作用，能夠保護(hù)裝置與互感器之間的接線，從而降低成本，還能促使信息在二次設(shè)備之間的高度共享。第三，智能終端，這部分的主要功能是對信息進(jìn)行傳送，使斷路器運(yùn)行過程中產(chǎn)生的信息能及時傳輸?shù)秸究貙?，或者傳輸?shù)綔y控裝置，使遠(yuǎn)方監(jiān)控中能夠隨時掌握斷路器的運(yùn)行狀況。同時，智能終端可接收保護(hù)裝置所發(fā)出的跳合閘命令，并根據(jù)命令對斷路器進(jìn)行分與合的控制。第四，交換機(jī)，主要作用是建立有效的信息通道，使數(shù)據(jù)幀能夠進(jìn)行有效的交換，從而達(dá)到控制網(wǎng)絡(luò)流量的目的。同時，還能使管理交換機(jī)的操作更加方便，確保局域網(wǎng)中信息傳輸?shù)膶?shí)效性。

三、智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)行與維護(hù)的技術(shù)優(yōu)勢與實(shí)際操作

第一，技術(shù)優(yōu)勢。智能變電站的發(fā)展使電力行業(yè)進(jìn)入一個新的發(fā)展階段，促使電力系統(tǒng)由一次設(shè)備向二次設(shè)備轉(zhuǎn)變，其對繼電保護(hù)造成了巨大的影響。主要表現(xiàn)在三個方面：一是在智能變電站的繼電保護(hù)中，是以全光纖通信為基礎(chǔ)對量值進(jìn)行采集的，其邏輯判斷也是基于全光纖通信進(jìn)行的。與傳統(tǒng)的變電站相比，其智能化水平和自動化程度都有明顯的提升。所以，為適應(yīng)智能變電站的發(fā)展，繼電保護(hù)更新和調(diào)整測試方法、維護(hù)內(nèi)容和測試周期，從而形成新的智能變電站運(yùn)行和維護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。二是二次設(shè)施的智能化、網(wǎng)絡(luò)化水平都很高，開關(guān)量采集同樣如此。利用合并單元設(shè)備、智能終端設(shè)備等，能夠?qū)⒍位芈分械乃行畔⒉杉饋?，并對信息進(jìn)行全過程的檢測，從而達(dá)到狀態(tài)檢修的目的。三是智能變電站對電力系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一建模時，采用的是IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，可將二次接線進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使之成為系統(tǒng)的建模工作，以及對文件的配置工作。在每個智能變電站中都有對應(yīng)的SCD和CID文件，而且是唯一的，在改變變電站的運(yùn)行狀態(tài)時，就需要修改對應(yīng)的文件。

第二，實(shí)際操作。以某220kV智能變電站為例，在此變電站中設(shè)計(jì)有3個電壓等級，分別為220kV、110kV和10kV，前面兩種電壓等級的一次主接線為雙母線，并帶專用母聯(lián)方法，后一種電壓等級采用的單母線分段方法，需要對變電站的繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)。一是對220kV繼電保護(hù)的設(shè)計(jì)，在母線的保護(hù)設(shè)備上分別設(shè)計(jì)一套智能保護(hù)設(shè)施，既能進(jìn)行差動保護(hù)，又能實(shí)現(xiàn)失靈保護(hù)。二是對110kV繼電保護(hù)設(shè)備的設(shè)計(jì)，總共有2臺主變保護(hù)中壓，每臺主變保護(hù)中壓都設(shè)置2套智能終端和合并單元，其他的設(shè)備所配置的智能保護(hù)設(shè)備只有一套。同時，設(shè)置一套母線保護(hù)裝置，在110kV處設(shè)置差動保護(hù)、母聯(lián)失靈保護(hù)。三是對10kV繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行設(shè)計(jì)時，只在2臺主變的低壓側(cè)設(shè)置，為合智一體化型的裝置，其余裝置為常規(guī)裝置。

四、智能變電站維護(hù)技術(shù)

當(dāng)智能變電站繼電保護(hù)出現(xiàn)故障，首先應(yīng)查找原因，斷出故障類型。常規(guī)性故障則可直接采用常規(guī)的處理措施進(jìn)行維護(hù)；異常性故障則需要結(jié)合常規(guī)處理措施進(jìn)行深入分析與處理。

第一，間隔合并單元維護(hù)技術(shù)。在智能變電站中，存在頻率較高的故障因素之一為合并單元故障，因此，應(yīng)該分析出現(xiàn)故障的原因，并且在維護(hù)過程中引起重視。若告警燈亮，則可通過網(wǎng)分來查看合并單元告警信息或是通過監(jiān)控后臺進(jìn)行查看，并根據(jù)告警具體信息制定異常排查的方案。如果在單套配置間隔中發(fā)現(xiàn)合并單元故障，則應(yīng)該快速申請斷開開關(guān)并退出相對應(yīng)間隔單元的運(yùn)行；如果在雙套配置中發(fā)現(xiàn)合并單元故障，則應(yīng)該快速退出本間隔和故障合并單元相對應(yīng)的保護(hù)出口壓板，并且快速退出與之對應(yīng)的母線保護(hù)裝置，防止故障現(xiàn)象擴(kuò)散。

第二，交換機(jī)維護(hù)技術(shù)。當(dāng)交換機(jī)發(fā)生故障時，應(yīng)該通過GOOSE網(wǎng)絡(luò)圖與監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)圖等相關(guān)資料來分析交換機(jī)故障，并且在分析的過程中判斷出交換機(jī)出現(xiàn)的故障類型。如果本間隔的交換機(jī)所構(gòu)成的GOOSE鏈路受到影響，從而致使本間隔交換機(jī)失去連接保護(hù)，則可判斷為過程層GOOSE網(wǎng)間隔交換機(jī)發(fā)生故障情況。其故障會導(dǎo)致母線繼電保護(hù)、過負(fù)荷聯(lián)切以及變壓器繼電保護(hù)等相關(guān)設(shè)備受到不同程度的影響。因此，在維護(hù)該故障時主要是結(jié)合交換機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中的位置與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)來判斷故障程度，根據(jù)判斷依據(jù)進(jìn)行總結(jié)性分析，最后采用相關(guān)技術(shù)維護(hù)運(yùn)行。

第三，智能終端維護(hù)技術(shù)。采用電纜連接智能終端和一次設(shè)備，采用光纖連接智能終端和二次設(shè)備，完成斷路器、智能變電站內(nèi)開關(guān)的測量與控制等功能設(shè)備。智能變電站在運(yùn)行過程中，開關(guān)設(shè)備與跳合閘是智能終端主要負(fù)責(zé)的對象。若智能終端出現(xiàn)故障，跳合閘設(shè)備則會受到影響。因此，應(yīng)快速退出智能終端出口壓板，其作用是對整個系統(tǒng)功能給予保護(hù) 。

第四，GOOSE網(wǎng)絡(luò)模塊維護(hù)技術(shù)。GOOSE網(wǎng)絡(luò)模塊故障在智能變電站運(yùn)行過程中屬于常見性問題，GOOSE網(wǎng)絡(luò)模塊的主要作用是為智能變電站系統(tǒng)傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)時信號。因此，如果GOOSE網(wǎng)絡(luò)模塊發(fā)生故障，智能變電站所有相關(guān)設(shè)備在運(yùn)作過程中，網(wǎng)絡(luò)信號延時或不穩(wěn)定，甚至出現(xiàn)無法傳輸網(wǎng)絡(luò)信號等問題，從而導(dǎo)致智能變電站繼電保護(hù)無法正常運(yùn)行。

五、結(jié)語

全面有效掌握智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行以及維護(hù)技術(shù)，可確保電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)發(fā)展的安全性與穩(wěn)定性。本文主要闡述了智能變電站概念，從保護(hù)母線正常啟動、變壓器繼電保護(hù)、網(wǎng)絡(luò)線路與電力線路的保護(hù)等方面分析了智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)行，還講述了智能變電站維護(hù)技術(shù)中的間隔合并單元維護(hù)技術(shù)、交換機(jī)維護(hù)技術(shù)、智能終端維護(hù)技術(shù)與GOOSE網(wǎng)絡(luò)模塊的維護(hù)技術(shù)等，促進(jìn)智能變電站充分發(fā)揮其智能化職能，提高運(yùn)行效益，有效降低智能變電站事故發(fā)生率，進(jìn)而推動電力建設(shè)行業(yè)的發(fā)展。

（作者單位為國網(wǎng)四川省電力公司涼山供電公司）

參考文獻(xiàn)

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