智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行和維護(hù)技術(shù)探析

王立權(quán)

摘要：當(dāng)前，智能變電站獲得高速發(fā)展，而創(chuàng)新電網(wǎng)逐漸發(fā)展出了智能變電站，繼電保護(hù)技術(shù)將獲得全新的發(fā)展機(jī)會(huì)，但也將迎接大量的挑戰(zhàn)。繼電保護(hù)裝置的安全性與速動(dòng)性會(huì)對(duì)智能變電站的運(yùn)行水平產(chǎn)生直接影響。對(duì)此，本文首先介紹了智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)相關(guān)理論進(jìn)行了闡述，然后對(duì)智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)行維護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究。

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

引言

智能電網(wǎng)的發(fā)展亟待促進(jìn)了我國(guó)繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展，使其獲得了一個(gè)全新的發(fā)展階段，智能變電站全面革新了電網(wǎng)發(fā)展理念，因而在繼電保護(hù)的原理、維護(hù)與運(yùn)行等方面取得了全新的發(fā)展思路。繼電保護(hù)在智能變電站中需要滿(mǎn)足較高條件的安全性、可靠性與速動(dòng)性。所以，亟待對(duì)智能變電站繼電保護(hù)的運(yùn)行與維護(hù)技術(shù)進(jìn)一步展開(kāi)研究，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)電網(wǎng)建設(shè)的快速發(fā)展。

1智能變電站概述

目前，智能變電站在電網(wǎng)系統(tǒng)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位，而繼電保護(hù)系統(tǒng)能對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，所以，亟待進(jìn)一步研究繼電保護(hù)系統(tǒng)。智能變電站的結(jié)構(gòu)由以下幾個(gè)部分組成：第一，過(guò)程層。其主要包括各類(lèi)電子式電流互感器、電壓互感器、智能斷路器與開(kāi)關(guān)設(shè)備、合并單元與智能終端，其目的在于全站保護(hù)設(shè)備的信息采集，同時(shí)合并單元處理之后形成全數(shù)字信號(hào)上送過(guò)程層網(wǎng)絡(luò)。第二，站控層。站控層是智能變電站最抽象和最高級(jí)別的管理層，也是智能變電站的控制中樞，通過(guò)電力通信、系統(tǒng)對(duì)時(shí)、站域控制等功能，實(shí)現(xiàn)全站保護(hù)和控制設(shè)備的狀態(tài)采集和信息交換，對(duì)采集到的保護(hù)信息進(jìn)行邏輯判斷，并輸出相應(yīng)的跳閘、閉鎖等控制邏輯。第三，間隔層。間隔層是過(guò)程層和站控層之間的過(guò)渡層，主要是指各類(lèi)二次設(shè)備，包括繼電保護(hù)裝置、安全自動(dòng)裝置、各類(lèi)監(jiān)控和測(cè)量?jī)x表等，對(duì)智能變電站中繼電保護(hù)的運(yùn)行和維護(hù)技術(shù)的研究，就是在間隔層展開(kāi)。

2智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)分析

2.1繼電保護(hù)中的變壓器保護(hù)部分

在智能變電站中，過(guò)程層中包含了變壓器保護(hù)。繼電保護(hù)在智能變電站變壓器中的配置是以分布式的形式，能達(dá)到差動(dòng)保護(hù)的目的。而針對(duì)變壓器繼電保護(hù)后備設(shè)備可選擇集中式進(jìn)行安裝，后備設(shè)備的作用即為提升變壓器的安全性能。在繼電保護(hù)中，變壓器工作與非電量保護(hù)模塊具有很大關(guān)聯(lián)，該模塊的安裝形式為獨(dú)立安裝，設(shè)備連接方式為電纜形式，通過(guò)電纜，能夠?qū)嗦菲鬟B接到變壓器，如果變壓器安全性較低，則非電量保護(hù)模塊就能夠立即發(fā)出跳閘指令，對(duì)變壓器起到保護(hù)作用。

2.2繼電保護(hù)中的線(xiàn)路保護(hù)部分

現(xiàn)如今，線(xiàn)路繼電保護(hù)已經(jīng)不需要連接至GOOSE網(wǎng)上，而是直接接入智能變電站中，直接監(jiān)督智能變電站運(yùn)行，這樣不僅能夠有效縮短繼電保護(hù)所需時(shí)間，而且還能夠有效提高繼電保護(hù)設(shè)備應(yīng)用效率。測(cè)控裝置在智能變電站中主要是為了檢測(cè)智能變電站的運(yùn)行狀態(tài)，在安裝測(cè)控設(shè)備時(shí)必須設(shè)置一定的間隔，其檢測(cè)原理即為把檢測(cè)信息傳遞到GOOSE網(wǎng)絡(luò)上，接著利用GOOSE網(wǎng)連接繼電保護(hù)設(shè)備，利用模塊單元感應(yīng)數(shù)據(jù)信息，接著再提供保護(hù)性指令。在進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，若智能變電站終端存在一定的風(fēng)險(xiǎn)，繼電保護(hù)設(shè)備將會(huì)產(chǎn)生跳閘信號(hào)保護(hù)終端。

2.3繼電保護(hù)中的母聯(lián)保護(hù)部分

在智能變電站中，母聯(lián)具有分段保護(hù)特性，其繼電保護(hù)的結(jié)構(gòu)形式比較簡(jiǎn)單，根據(jù)母聯(lián)分段要求，可以將保護(hù)連入智能變電站中。值得注意的是，對(duì)于不同的母聯(lián)系統(tǒng)，可以采用不同的采樣和跳閘工作，這樣有利于繼電保護(hù)設(shè)備更好的發(fā)揮保護(hù)作用。在母聯(lián)繼電保護(hù)中，GOOSE網(wǎng)處于獨(dú)立運(yùn)行狀態(tài)，通過(guò)跨間傳輸，可以對(duì)母聯(lián)系統(tǒng)起到很好的保護(hù)作用?，F(xiàn)階段，繼電保護(hù)設(shè)備的配置可以達(dá)到很好的測(cè)控和保護(hù)作用，能夠有效避免母聯(lián)保護(hù)失效。

3智能變電站運(yùn)行維護(hù)技術(shù)

3.1正常運(yùn)行時(shí)

3.1.1繼電保護(hù)裝置的維護(hù)

（1）專(zhuān)業(yè)巡視目標(biāo)和調(diào)整周期。目前，智能變電站具有全面監(jiān)控二次系統(tǒng)的作用，先進(jìn)的設(shè)各自檢系統(tǒng)能對(duì)設(shè)備的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)將設(shè)備存在的不足與運(yùn)行故障找出來(lái)。對(duì)此，在日常巡視工作中的主要責(zé)任為維護(hù)變電設(shè)備，重點(diǎn)對(duì)設(shè)備及信息通訊系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在應(yīng)用自檢系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，能大大減少專(zhuān)業(yè)巡視的次數(shù)和巡視工作量，同時(shí)進(jìn)一步提高智能變電站的運(yùn)行效率，有效降低運(yùn)行成本。（2）重視運(yùn)行參數(shù)和設(shè)備信息的備份工作。對(duì)于目前的智能變電站中，應(yīng)用了大量的電子設(shè)備與信息通訊設(shè)備，并且因?yàn)榇嬖谧詸z系統(tǒng)，能充分保證運(yùn)行變電站日常運(yùn)行過(guò)程的安全穩(wěn)定，在運(yùn)行過(guò)程中能保存大量的運(yùn)行數(shù)據(jù)與設(shè)備信息，將這部分?jǐn)?shù)據(jù)與信息的備份工作落實(shí)到位。（3）必須強(qiáng)化檢修與維護(hù)通訊光線(xiàn)工作。為實(shí)現(xiàn)暢通的智能變電站通訊，現(xiàn)階段應(yīng)用了大量的電子設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)通訊裝置，光纖逐漸代替了二次電纜。所以，在目前智能變電站日常運(yùn)行中，要有效開(kāi)展檢修與維護(hù)通訊光纖工作。

3.1.2網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和報(bào)文分析儀

（1）首先，必須重視IEC61850的一致性測(cè)試，檢查網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)以及相關(guān)通信設(shè)備是否符合IEC61850要求的一致性，是否符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的型號(hào)、配置及參數(shù)也必須保證與要求相符。其次，定期檢查網(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，確保網(wǎng)絡(luò)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，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的冗余度、傳輸延時(shí)等運(yùn)行性能，確保網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的各方面性能能夠滿(mǎn)足設(shè)備運(yùn)行要求。（2）必須重視報(bào)文分析儀的檢修與維護(hù)工作。報(bào)文分析儀是對(duì)通信系統(tǒng)中傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)報(bào)文進(jìn)行完全記錄的重要設(shè)備，當(dāng)智能變電站設(shè)備運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，即可通過(guò)報(bào)文分析儀進(jìn)行檢測(cè)與查詢(xún)，主要起到第三方保護(hù)記錄、報(bào)文監(jiān)視的作用。另外，還能夠監(jiān)視通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及運(yùn)行狀態(tài)。

3.1.3智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)

（1）智能變電站采用了全站統(tǒng)一的SCD配置文件，因此變電站監(jiān)控系統(tǒng)維護(hù)人員應(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)集配置是否符合運(yùn)行要求，以及站控層的GOOSE閉鎖邏輯是否正確，在檢查完畢后還應(yīng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)一一驗(yàn)證，保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行。（2）智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)在對(duì)程序化操作功能的檢查中，必須要求變電站所有設(shè)備滿(mǎn)足單間隔、多間隔、保護(hù)功能投退等程序化操作的要求，以提高監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3.2異常情況時(shí)

3.2.1間隔合并單元故障

針對(duì)目前智能變電站的運(yùn)行狀態(tài)，產(chǎn)生頻率最高的即為合并單元，必須在檢修和維護(hù)設(shè)備時(shí)給予高度重視，深入研究合并單元故障形成的根源。在產(chǎn)生合并單元故障時(shí)，對(duì)于單套配置的間隔，必須申請(qǐng)把對(duì)應(yīng)的間隔單元開(kāi)關(guān)退出運(yùn)行。而針對(duì)雙套配置間隔，必須使用本間隔和故障合并單元對(duì)應(yīng)的保護(hù)出口壓板退出，并且要退出故障合并單元對(duì)應(yīng)的母線(xiàn)保護(hù)裝置。

3.2.2智能終端故障

在智能變電站中，智能終端主要負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)設(shè)備的跳合閘，如果智能終端有故障產(chǎn)生，則會(huì)極大影響運(yùn)行設(shè)備的跳合閘。在智能終端產(chǎn)生故障時(shí)，要及時(shí)退出智能終端的出口壓板，防止在出現(xiàn)故障時(shí)智能終端存在不跳閘的現(xiàn)象，接著要查清楚智能終端產(chǎn)生故障的原因，并及時(shí)排除故障。

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)故障給網(wǎng)絡(luò)造成的影響進(jìn)行分析，然后再對(duì)故障交換機(jī)的類(lèi)型進(jìn)行判斷，一旦過(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)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)

智能變電站的繼電保護(hù)形態(tài)和運(yùn)行模式產(chǎn)生了極大改變，正常運(yùn)行和異常情況的運(yùn)行維護(hù)技術(shù)要有針對(duì)性研究。在智能變電站正常運(yùn)行過(guò)程中，要加強(qiáng)維護(hù)繼電保護(hù)裝置、交換機(jī)與報(bào)文分析儀及變電站監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行動(dòng)態(tài)進(jìn)行隨時(shí)跟蹤了解；對(duì)于異常情況而言，主要是檢修和維護(hù)間隔合并單元障礙、智能終端故障、交換機(jī)故障及過(guò)程層GOOSE網(wǎng)公用交換機(jī)故障，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，確保智能變電站運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性。