關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的可靠性分析

歐自敏 陳有崧

1.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司畢節(jié)黔西供電局 貴州畢節(jié) 551500 2.貴州電網(wǎng)有限責(zé)任公司畢節(jié)大方供電局 貴州畢節(jié) 551600

目前在信息技術(shù)的推動(dòng)下，變電站的運(yùn)行以及維護(hù)工作迎來(lái)了重大改革，即變電站智能化，由此這也成為了我們國(guó)家電網(wǎng)最重要的一部分工作內(nèi)容。對(duì)于變電站的運(yùn)行來(lái)說(shuō)，繼電保護(hù)技術(shù)是最關(guān)鍵的一項(xiàng)技術(shù)，現(xiàn)在該技術(shù)的發(fā)展給變電站的改革和進(jìn)步提供了相應(yīng)的保障。對(duì)于電力系統(tǒng)的進(jìn)一步發(fā)展來(lái)說(shuō)，使用先進(jìn)的技術(shù)手段對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行研究是十分必要的，尤其是對(duì)于220kV的智能變電站中的繼電保護(hù)裝置而言。

1 智能變電站概述

（1）智能變電站。智能變電站主要在現(xiàn)代技術(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)站內(nèi)的數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)通信平臺(tái)進(jìn)行統(tǒng)一，使智能型的電氣設(shè)施設(shè)備之間能夠?qū)崿F(xiàn)完全操作和智能通信。它主要使用智能化的技術(shù)對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行采集、傳輸和處理等，改變了常規(guī)變電站的工作模式。它的智能化發(fā)展，主要是使用更先進(jìn)的傳感測(cè)量技術(shù)對(duì)電網(wǎng)中的電氣量進(jìn)行感知，并有效控制電氣量的測(cè)量。它可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析和處理，并以此為依據(jù)對(duì)故障進(jìn)行修復(fù)和處理。

（2）繼電保護(hù)技術(shù)。變電站之中的繼電保護(hù)就是對(duì)電力系統(tǒng)之中發(fā)生的故障或者是一些異常情況進(jìn)行全面性的檢測(cè)，然后以此發(fā)出相應(yīng)的警報(bào)信息；有時(shí)候還能夠?qū)l(fā)生故障的設(shè)備直接從系統(tǒng)之中隔離開來(lái)。保護(hù)裝置主要由三個(gè)方面組成的。其中，變壓器保護(hù)裝置是最主要的一種裝置，它所承擔(dān)的保護(hù)作用除了主保護(hù)功能之外還有后備保護(hù)功能。主保護(hù)一般也被稱為差動(dòng)保護(hù)。其次，線路保護(hù)裝置就是根據(jù)電流進(jìn)行配置的，一般會(huì)配置三段，這三段分別是與電流速斷、限時(shí)電流速斷以及過(guò)電流三個(gè)基本保護(hù)工作要求相對(duì)應(yīng)。第三個(gè)保護(hù)裝置是母聯(lián)保護(hù)，主要針對(duì)的就是電流速斷以及過(guò)電流的基本工作。智能變電站對(duì)于繼電保護(hù)的基本要求就是快速、可靠以及靈敏，這是最基礎(chǔ)的，也是最關(guān)鍵的。

2 智能變電站繼電保護(hù)存在的問(wèn)題

以某地市公司新建220k V智能變電站A站為例,發(fā)電機(jī)變壓器之間采用單元接線接線方式。機(jī)組保護(hù)采用上海ABB 生產(chǎn)的REG216 微機(jī)型設(shè)備。變電站能夠?qū)崿F(xiàn)無(wú)人值守或者遠(yuǎn)程控制電網(wǎng)，這對(duì)原有的變電站管理方式和二次設(shè)備運(yùn)營(yíng)管理模式帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)。①智能變電站具有自動(dòng)化、智能化、互動(dòng)化等特性，所以原來(lái)變電站的二次設(shè)備操作方式和檢修方式都無(wú)法適應(yīng)智能變電站的管理，智能變電站二次回路采用了智能終端設(shè)備和合并單元，促進(jìn)變電站二次回路的網(wǎng)絡(luò)化和光纖化，但是二次回路安全隔離沒(méi)有明顯的斷開，導(dǎo)致變電站擴(kuò)建、檢修和管控變得十分困難。②智能變電站實(shí)行無(wú)人值守和遠(yuǎn)程監(jiān)控運(yùn)行模式，但是目前遠(yuǎn)程監(jiān)控和在線監(jiān)控技術(shù)還存在不少問(wèn)題，在傳輸?shù)倪^(guò)程中，有時(shí)候系統(tǒng)無(wú)法識(shí)別錯(cuò)誤的數(shù)字代碼，從而發(fā)布錯(cuò)誤的調(diào)度指令。

3 提升智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)可靠性的策略

（1）通過(guò)數(shù)字化保障繼電保護(hù)的性能。加強(qiáng)重視互感器的傳輸性能，以減少互感器故障，降低其他因素對(duì)繼電保護(hù)造成的影響。這能夠保證傳輸電氣量信息的真實(shí)性和有效性，同時(shí)提高繼電保護(hù)裝置的性能。合理利用數(shù)字化，通過(guò)數(shù)字化的組網(wǎng)方式分析和計(jì)算數(shù)據(jù)，可以有效提升數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，從而保證繼電保護(hù)的性能。

（2）網(wǎng)絡(luò)的架構(gòu)。①總線結(jié)構(gòu)?？偩€結(jié)構(gòu)中的交換機(jī)可以通過(guò)端口和其他交換機(jī)進(jìn)行連接。一般情況下，IED端口的速度沒(méi)有上端口快，且交換機(jī)的最大數(shù)量由系統(tǒng)最大延時(shí)決定?？偩€結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)是接線較少，缺點(diǎn)是冗余度較差。②星型結(jié)構(gòu)。星型結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是系統(tǒng)等待時(shí)間相對(duì)較少。當(dāng)主交換機(jī)和其他交換機(jī)進(jìn)行連接時(shí)，能夠有效縮短系統(tǒng)的等待時(shí)間。這種結(jié)構(gòu)不具有冗余度，在出現(xiàn)故障時(shí)，可能會(huì)造成所有IED信息的遺失，從而降低了星型結(jié)構(gòu)的可靠性。

（3）落實(shí)針對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)工作。針對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)工作主要包括以下幾點(diǎn):一是日常檢修。首先，檢修人員需要檢查繼電保護(hù)設(shè)備中各個(gè)元件的標(biāo)注是否完整,并對(duì)相關(guān)操控按鈕、開關(guān)進(jìn)行檢查，確保開關(guān)與按鈕不會(huì)存在靈活性較低的問(wèn)題。其次，檢修人員要檢查各個(gè)指示燈以及儀表盤的顯示情況，并確保相關(guān)固定螺絲不存在松動(dòng)的問(wèn)題。最后，需要圍繞互感器開展對(duì)配線、固定卡子的檢查。二是根據(jù)繼電保護(hù)設(shè)備所表現(xiàn)出的問(wèn)題排查故障，一般情況下，電力企業(yè)會(huì)根據(jù)長(zhǎng)期的設(shè)備檢修經(jīng)驗(yàn)指定先關(guān)的故障排查順序,檢修人員需要根據(jù)設(shè)備的實(shí)際故障情況，對(duì)可能存在的故障作出判斷，并嚴(yán)格遵照既定的檢修程序依次實(shí)現(xiàn)對(duì)于設(shè)備各個(gè)部位的檢查。若在檢修的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)零部件缺失或者老化的問(wèn)題時(shí)，需要及時(shí)更換故障零部件，并將維修結(jié)果記錄在冊(cè)。三是設(shè)備等級(jí)劃分。日常檢修工作完成之后，檢修人員需要根據(jù)電力企業(yè)所指定的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備作出評(píng)價(jià)，并依據(jù)其實(shí)際運(yùn)行狀況對(duì)其進(jìn)行類別劃分。第一類標(biāo)準(zhǔn)為繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行正常，經(jīng)濟(jì)性較高,安全指數(shù)達(dá)標(biāo);第二類標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備存在零部件破損、缺失的問(wèn)題，核心零部件運(yùn)行正常、設(shè)備整體運(yùn)行正常，且不存在安全隱患；第三類標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備存在運(yùn)行問(wèn)題，會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)整體的運(yùn)行造成影響。當(dāng)繼電保護(hù)設(shè)備存在第三類問(wèn)題時(shí)，維修人員需要對(duì)設(shè)備整體進(jìn)行全面的檢修。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中會(huì)受到很多因素的影響，如站內(nèi)的設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)情況、電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和保護(hù)裝置配置等。智能電網(wǎng)出現(xiàn)后，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)電網(wǎng)存在的不足。但是，隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步更新，出現(xiàn)了一些新設(shè)備、新技術(shù)，使當(dāng)前智能變電站繼電保護(hù)工作面臨著一些新挑戰(zhàn)。因此，需要提高對(duì)智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的水平和可靠性研究，有效促進(jìn)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，以滿足社會(huì)發(fā)展的需求。