智能變電站繼電保護運維防誤技術(shù)研究及應(yīng)用

趙青 李瑞賢 劉勝帥

【摘 要】電力能源在我國經(jīng)濟發(fā)展中具有非常重要的作用，隨著時代的發(fā)展和科技的進步，智能變電站也逐漸成為一種必然的發(fā)展趨勢。因此，應(yīng)該加強對智能變電站繼電保護的措施，這樣才能提升電力傳輸?shù)姆€(wěn)定性和安全性，滿足大眾對于電力的基本需求。本文首先簡單介紹了智能變電站的基本概念，接著從繼電保護運維防誤的基礎(chǔ)技術(shù)出發(fā)，探討了這項技術(shù)的應(yīng)用情況，以期為相關(guān)人員提供一定的參考。

【關(guān)鍵詞】智能變電站;繼電保護;運維防誤技術(shù)

中圖分類號： TM63;TM76 文獻標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）12-0059-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.12.027

在我國電力系統(tǒng)中，智能變電站是其中非常重要的一部分，運維安全和整個系統(tǒng)之間有著相應(yīng)的聯(lián)系，因此，相關(guān)人員應(yīng)該加大研究的力度，選擇一些更先進的技術(shù)，用于保障國家電網(wǎng)的安全。運維人員在進行繼電保護的過程中，應(yīng)該根據(jù)變電站的實際情況，及時調(diào)整相應(yīng)的防誤技術(shù)，這樣才能取得一個良好的繼電保護效果

1 智能變電站的基本概念

智能變電站主要是在傳統(tǒng)變電站的基礎(chǔ)上，利用數(shù)字平臺，采用IEC61850標(biāo)準，然后根據(jù)通信規(guī)范和相應(yīng)的理論知識為參考，以此來實現(xiàn)變電站的內(nèi)部信息和外部設(shè)備共享和配合。智能變電站的存在，在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)自動化的信息收集和處理，及時調(diào)整和控制變電站的運行情況，然后對電能進行相應(yīng)的分配。由于變電站具備一個高度集成的特點，所以在運用的時候，會通過一些智能操作、信息傳輸和運維一體化的方式，極大地提高整個電力系統(tǒng)運行的質(zhì)量與效率。在以網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)為中心的情況下，還可以對電站設(shè)備進行實時的控制，采用科學(xué)化的操作和管理，用于提高整個變電站的運行效率，促進電力企業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。

2 智能變電站繼電保護運維防誤基礎(chǔ)技術(shù)

2.1 主動式綜合防誤技術(shù)的實現(xiàn)

主動式綜合防誤，主要是將變電站中的一次設(shè)備和二次設(shè)備結(jié)合在一起，然后構(gòu)建綜合性的防誤制度，經(jīng)過相應(yīng)的判斷以后才能確定最后的出口，這樣便可以從源頭上避免系統(tǒng)的誤操作。防誤技術(shù)的結(jié)構(gòu)框架如圖1所示：

從圖1中也可以發(fā)現(xiàn)，綜合防誤技術(shù)有兩個特點。一個是操作源一體化監(jiān)控，往往是將其放置在本地中，無論是一體化的監(jiān)控系統(tǒng)，還是本地的操作系統(tǒng)，都需要經(jīng)過綜合性的判斷以后才能繼續(xù)應(yīng)用。另一個則是操作過程中覆蓋的范圍廣，能夠?qū)Ω綦x開關(guān)、斷路器進行保護，建立綜合防誤規(guī)則，在遙控操作的時候，也需要經(jīng)過一些綜合性的防誤邏輯判斷。同時，在該技術(shù)實施的過程中，相關(guān)人員還應(yīng)該加強對此的重視程度，著重分析其中的關(guān)鍵性因素，確保分析和落實的時候，可以提高整體的技術(shù)實施效果。從繼電保護裝置的運行規(guī)律而言，具體實施的時候，可以分為幾個防護處理措施。首先是在進行操作防誤的時候，最好是在一體化配置技術(shù)控制下實行。其次，及時對保護裝置內(nèi)的斷路器和隔離開關(guān)做出相應(yīng)的評估。最后，加大對防誤設(shè)備的檢查工作，保證整個技術(shù)在實施的時候，能夠準確地概述電力傳輸運行的信息，減少其中的失誤性因素。[3]

2.2 主動式綜合防誤技術(shù)的應(yīng)用

主動式防誤技術(shù)的應(yīng)用，主要是針對其中的母線保護而言，具體應(yīng)用的時候，相關(guān)人員為了提升整個裝置的應(yīng)用效果，需要對間隔SV接收板進行相應(yīng)的整改，按照電壓接收的效果去做出相應(yīng)的整改。同時，在實施的過程中，最好是按照相應(yīng)的防誤規(guī)則，去完成電力傳輸工作。還有一點是在經(jīng)過綜合性的防誤判斷以后，假設(shè)母線不具備“退出”的操作條件時，就需要封閉整個環(huán)節(jié)，避免出現(xiàn)母線保護誤動作的情況。

3 智能變電站繼電保護運維防誤技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 硬壓板誤透補救

硬壓板的特點只可以是人為操作，無法實現(xiàn)主動式的防誤控制，假設(shè)出現(xiàn)了誤投操作時，就可以選擇利用硬壓板來檢修?？墒沁@項技術(shù)在具體應(yīng)用的時候，工作人員需要注意到硬壓板的檢修工作會影響到其他的裝置，如果不小心誤投了硬壓板，這個操作系統(tǒng)就會閉鎖，嚴重時，甚至?xí)鹨恍┪ｋU事故。因此，運維人員一定要時刻注意硬壓板的具體位置，這樣在出現(xiàn)異常情況時，也能及時選擇一些有效的應(yīng)對策略，確保變電站的穩(wěn)定運行。[4]

例如某次檢修硬壓板的誤投事故中，事故原因主要是2#斷路器檢修，在斷開2#的時候，1#處于一個合位的狀態(tài)，而且Ⅰ線路在經(jīng)過Ⅰ母線的時候仍舊可以正常的帶電運行。還有則是當(dāng)Ⅰ線在發(fā)生接地故障的時候，保護拒動，進而致使整個變電站都出現(xiàn)了停電故障。針對這類問題，工作人員就可以在壓板投入的時候，便開始啟動投入風(fēng)險判斷機制，按照具體風(fēng)險去采取相應(yīng)的補救措施，避免保護功能出現(xiàn)閉鎖的情況。而在具體補救的時候，可以對其進行實時的監(jiān)視，定期讀取壓板的狀態(tài)，假設(shè)出現(xiàn)了變位信號時，就需要立即實行風(fēng)險判斷機制。還有則是采取相應(yīng)的補救措施，通過改變二次設(shè)備的運行狀態(tài)，滿足一次設(shè)備的運行狀態(tài)。補救的方式也能分為兩種，一種是風(fēng)險告警模式，可以給出一些手動式的操作指導(dǎo)意見。還有一點就是自動式的下發(fā)一些遙控指令，這樣可以更好的調(diào)整二次設(shè)備的狀態(tài)，然后生成一些詳細且具體的操作記錄。

3.2 裝置檢修隔離防誤技術(shù)

繼電保護裝置在檢修的過程中，需要從整個系統(tǒng)中隔離開，這樣就不會出現(xiàn)誤操作的情況，也能確保其他運行裝置的正常運行。變電站中繼電保護二次回路選擇利用光纖組網(wǎng)來代替電纜連接，裝上無物理端子，這樣就可以將裝置將的傳輸信息都埋沒在光纖中，讓二次回路變得愈加的虛擬化。于是在這種虛擬化的二次回路中也存在著SV接收、GOOSE發(fā)送和保護功能軟壓板等，裝置在正常運行的時候，二次回路軟壓板應(yīng)該處于一個投入狀態(tài)?？墒侨绻麎喊宓膫€數(shù)過多，這樣就會增加檢修隔離的不確定性，很容易就出現(xiàn)順序錯誤等操作。

就以虛擬二次回路可視化技術(shù)為例，展示虛擬回路中軟壓板的狀態(tài)時，需要確保整個操作過程的可視化。同時，在具體實踐的時候，運維人員還應(yīng)該準確的了解到裝置檢修中的各個細節(jié)點，避免出現(xiàn)誤操作的情況，這樣也能提高整個裝置的檢修效率，讓設(shè)備得以長時間處于一個正常運轉(zhuǎn)的情況下。選擇隔離檢修防誤技術(shù)的時候，可以將其分為四個不同的層次，如裝置層→檢修狀態(tài)切換任務(wù)編輯層→圖形展示層→檢修狀態(tài)執(zhí)行層。檢修的時候，只需要點擊界面中的按鈕，就可以順利地完成相應(yīng)的安措任務(wù)，而且還能實現(xiàn)整個過程的可視化。

3.3 裝置就地操作防誤技術(shù)

裝置中的就地操作防誤技術(shù)存在的目的是方便運維人員的工作，避免發(fā)送一些錯誤的控制指令。在對整個防誤因素來進行綜合性的分析的時候，可以將防誤技術(shù)分為三個不同的環(huán)節(jié)，第一，在裝置控制的時候，運維人員按照相關(guān)要求，對其中的控制因素進行綜合性的分析，提高就地裝置的應(yīng)用性能。第二，實際操作的時候，相關(guān)人員可以從裝置中的部分現(xiàn)象出發(fā)，根據(jù)實際情況，去選擇合適的防誤技術(shù)，這樣才能協(xié)調(diào)好各個設(shè)備之間的關(guān)系。第三，就地運行階段，操作者應(yīng)該對裝置中的部分自動化控制技術(shù)進行具體的探討，然后根據(jù)控制指令去執(zhí)行相應(yīng)的操作工作。

裝置就地誤操作的主要原因體現(xiàn)在兩個方面，一方面是數(shù)據(jù)采集，由于數(shù)據(jù)采集的時間有限，致使整個防誤規(guī)則出現(xiàn)了異常。另一方面，這是裝置中存在著許多相同的面板，由于運維人員的疏忽，很可能會誤入到其他的間隔中。針對上述兩個問題，相關(guān)人員便可以構(gòu)建一個完善的就地操作三層防誤體系，運維人員在操作的時候，需要從一體化監(jiān)控系統(tǒng)中發(fā)送遙控指令，這樣就可以點亮整個液晶屏，達到防誤操作的目的。同時，運維人員在實際操作的時候，還可以向監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)送相應(yīng)的請求報告，根據(jù)防誤規(guī)則判斷這項操作是否正確。

3.4 構(gòu)建防誤規(guī)則庫

防誤規(guī)則是實現(xiàn)防誤技術(shù)的基礎(chǔ)所在，這就需要相關(guān)人員應(yīng)該構(gòu)建一個防誤規(guī)則庫將這些數(shù)據(jù)儲存起來。防誤規(guī)則庫又可以分為幾種不同的類型，如設(shè)備操作防誤規(guī)則庫、主動式綜合防誤，以及硬壓板誤投補救等。在設(shè)備操作防誤規(guī)則庫中，主要是儲存設(shè)備，其中包含了一次和二次設(shè)備操作，操作對象包含了變電站內(nèi)可遙控操作的設(shè)備，又將其分為推出和投入兩種。當(dāng)操作條件滿足邏輯表達式的時候才能繼續(xù)操作，否則就要將其進行閉鎖操作。

除此之外，就是對線路系統(tǒng)和變壓器的維護。在線路系統(tǒng)的運行維護中，需要對它的運行狀態(tài)進行實時的監(jiān)控，收集數(shù)據(jù)并且傳輸?shù)絞oose網(wǎng)中，運用網(wǎng)絡(luò)對這些數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的分析整理，這樣便可以判斷智能變電站中的線路是否是處于一個正常的狀態(tài)中。假設(shè)分析過程中線路系統(tǒng)出現(xiàn)安全隱患，繼電保護裝置會直接發(fā)出跳閘指令，達到保護的目的。而在變壓器保護的時候，假設(shè)出現(xiàn)了故障或者是安全隱患，了解變電站中的安全隱患以后，就需要在第一時間作出跳閘指令，降低這類問題對于變壓器的影響，保證變電站的穩(wěn)定運行。

4 結(jié)束語

綜上所述，相關(guān)人員應(yīng)該提高對繼電保護工作的重視程度，針對當(dāng)前運維防護現(xiàn)狀，掌握運維階段中存在的各種誤操作，然后選擇采用合適的防誤技術(shù)，提高對一次設(shè)備的防誤效果。另外，在對不同狀態(tài)下的繼電保護設(shè)備進行維護的時候，可以確保變電站更加穩(wěn)定、安全的運行，進而促進電力企業(yè)獲得更好的發(fā)展。

【參考文獻】

[1]篤峻，葉翔，葛立青，等.智能變電站繼電保護在線運維系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)的研究及實現(xiàn)[J].電力自動化設(shè)備，2016，36（7）：163-168.

[2]陳濤.智能變電站繼電保護的運行和維護技術(shù)研究[J]. 企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2016，35（25）：83-84.

[3]金文，馬輝欣.提高智能變電站運維人員繼電保護操作效率及安全隔離研究[J].中國化工貿(mào)易，2017，9（17）.

[4]楊玉娜，謝麗霞.智能變電站繼電保護在線運維系統(tǒng)的技術(shù)應(yīng)用與實踐[J].通訊世界，2016（12）：238-239.※基金項目：河南省高等學(xué)校重點科研項目計劃《面向冷鏈物流品質(zhì)感知的車載監(jiān)控系統(tǒng)的研究》（19A510022）。