智能變電站繼電保護(hù)的優(yōu)化改進(jìn)探討

魏建峰 王雪亮

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，自動(dòng)化技術(shù)在變電站中也得到了廣泛的應(yīng)用。智能變電站是未來(lái)變電站發(fā)展的必然趨勢(shì)，而變電站作為電網(wǎng)系統(tǒng)不可或缺的組成部分，對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行及電能的穩(wěn)定供應(yīng)有著重要的影響。繼電保護(hù)是智能變電站運(yùn)行過(guò)程中的重要工作內(nèi)容，雖然目前已引起人們的注意，但還存在很多問(wèn)題。本文主要先對(duì)當(dāng)前智能變電站繼電保護(hù)過(guò)程中存在的問(wèn)題進(jìn)行分析，進(jìn)而探討相關(guān)的優(yōu)化改進(jìn)策略。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);優(yōu)化改進(jìn);策略探討

一、智能變電站的特點(diǎn)

智能變電站主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn)：①以通信平臺(tái)網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標(biāo)準(zhǔn)化以及全站信息數(shù)字化為基本要求;②具有智能調(diào)節(jié)、電網(wǎng)實(shí)時(shí)自動(dòng)控制、協(xié)同互動(dòng)以及在線分析決策等功能;③可靠性高：高度的可靠性是智能變電站的基本要求之一，智能變電站是一個(gè)完整的系統(tǒng)，當(dāng)某一個(gè)部分或是某一個(gè)設(shè)施出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行也會(huì)受到影響，因此智能變電站內(nèi)的所有設(shè)備都具有高度的可靠性，從而為系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障;④交互性良好：智能變電站在完成信息的采集和分析后，不僅能將這些信息在內(nèi)部進(jìn)行共享，而且還能在更高級(jí)的系統(tǒng)之間進(jìn)行互動(dòng)。

二、關(guān)于繼電保護(hù)

（一）繼電保護(hù)的概念

繼電保護(hù)是通過(guò)檢測(cè)電力系統(tǒng)中發(fā)生的異常情況或是故障，從而發(fā)出報(bào)警信號(hào)，或是將故障進(jìn)行切除或隔離。由于這一過(guò)程中會(huì)使用一些有觸點(diǎn)的繼電器對(duì)電力系統(tǒng)或相關(guān)元件（如發(fā)電機(jī)、變壓器及輸電線路等）進(jìn)行保護(hù)，從而避免其被損壞，因此稱為繼電保護(hù)。繼電保護(hù)裝置一般是由測(cè)量元件、邏輯環(huán)節(jié)以及執(zhí)行輸出等三個(gè)部分組成，且其在技術(shù)上應(yīng)滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性及可靠性，從而更好的實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)功能。

（二）繼電保護(hù)的基本原理

繼電保護(hù)裝置的功能一般要根據(jù)電力系統(tǒng)發(fā)生故障前后的電氣物理量的變化來(lái)通過(guò)相應(yīng)的原理實(shí)現(xiàn)。在實(shí)際的電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，電力系統(tǒng)發(fā)生故障后，其前后電氣物理量的變化有——電流增大、電壓降低、測(cè)量阻抗發(fā)生變化以及電流和電壓之間的相位角發(fā)生改變等。根據(jù)這些變化，繼電保護(hù)裝置會(huì)構(gòu)成各種原理的繼電保護(hù)，如母線繼電保護(hù)、變壓器繼電保護(hù)、發(fā)電機(jī)繼電保護(hù)等。

三、當(dāng)前智能變電站繼電保護(hù)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中存在的問(wèn)題

（一）設(shè)備接口連線不合理，光線聯(lián)系不穩(wěn)定

變電站的設(shè)備數(shù)量較多，不同設(shè)備的接口終端也較多，并且在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程中，同一段間隔的SV插件采樣和GOOSE設(shè)備之間的接口連線須連在不同的設(shè)備之間，這不僅給實(shí)際操作帶來(lái)了難度，而且還加大了設(shè)備接口連線連接的不合理性。此外，保護(hù)裝置、合并單元以及智能終端之間的光纖聯(lián)系終端或不穩(wěn)定也是常見(jiàn)的問(wèn)題，主要原因有外力原因（如硬物擠壓）導(dǎo)致保護(hù)裝置與智能終端之間的光纖損壞，或者保護(hù)裝置的SV插件或GOOSE插件損壞。SV插件的采樣值、GOOSE插件的開(kāi)關(guān)量需要不間斷的、實(shí)時(shí)大量運(yùn)輸，因此對(duì)插件的質(zhì)量要求較高，當(dāng)插件出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題或是出現(xiàn)損壞時(shí)都會(huì)對(duì)繼電保護(hù)裝置造成影響。

（二）合并單元、智能終端故障

在智能變電站中，合并單元、智能終端并不是只對(duì)應(yīng)一個(gè)保護(hù)裝置，也會(huì)存在一對(duì)多的情況。例如：當(dāng)某條線路上的合并單元出現(xiàn)損壞時(shí)，與之對(duì)應(yīng)的保護(hù)裝置也會(huì)停止運(yùn)行，與此同時(shí)，與其有聯(lián)系的母線上的保護(hù)裝置也會(huì)根據(jù)線路檢修的運(yùn)行方式來(lái)選擇終止保護(hù)功能或是其他。

（三）硬件及室外裝置老化

現(xiàn)階段，有些智能變電站由于投運(yùn)時(shí)間較早，因此會(huì)出現(xiàn)硬件及室外裝置老化的現(xiàn)象。如一些合并單元、智能終端的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確性較差，無(wú)法滿足電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)行要求。此外，室外裝置老化主要表現(xiàn)在智能控制柜出現(xiàn)大量積塵或出現(xiàn)銹蝕的現(xiàn)象，這些都加速了設(shè)備的老化。

四、智能變電站繼電保護(hù)的優(yōu)化改進(jìn)策略探討

（一）合理設(shè)置設(shè)備接口連線

在進(jìn)行設(shè)備接口連線的設(shè)置時(shí)，應(yīng)確保同一段間隔的SV插件采樣和GOOSE設(shè)備之間的接口連線在不同的設(shè)備之間進(jìn)行，并對(duì)相關(guān)插件的質(zhì)量嚴(yán)格把關(guān)。此外，在智能變電站中，除了一些就地化配置的合并單元、智能終端與一次設(shè)備之間仍然使用電纜之外，其他的應(yīng)使用光纖電纜代替，并做好電纜的維護(hù)工作，防止齊備污染和損壞。

（二）做好繼電保護(hù)裝置版本及軟壓板的校對(duì)工作

在優(yōu)化改進(jìn)智能變電站繼電保護(hù)的過(guò)程中，應(yīng)做好繼電保護(hù)裝置版本的校對(duì)工作，以確保設(shè)備的硬件和軟件版本是否為國(guó)家電網(wǎng)系統(tǒng)檢測(cè)的版本，如若不是，則應(yīng)及時(shí)上報(bào)更改。此外，還應(yīng)加強(qiáng)機(jī)電保護(hù)裝置軟壓板的校對(duì)工作。在智能變電站中，除了置檢修狀態(tài)這一功能使用硬壓板外，其他的都應(yīng)改為軟壓板形式，并增加SV接收軟壓板。在此之前，應(yīng)認(rèn)真核對(duì)軟壓板的正確性，從而實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)裝置的穩(wěn)定運(yùn)行。

（三）加強(qiáng)相關(guān)規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定

智能變電站應(yīng)在實(shí)踐過(guò)程中不斷加強(qiáng)對(duì)相關(guān)規(guī)章標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、繼電保護(hù)設(shè)備軟件開(kāi)發(fā)框架標(biāo)準(zhǔn)的制定等，從而為設(shè)備的衛(wèi)華和更換提供便利。

（四）做好SCD、CLD以及交換機(jī)VLAN劃分文件等的管理

SCD、CLD以及交換機(jī)VLAN劃分文件等同于原來(lái)的二次圖紙和設(shè)備之間的虛擬聯(lián)系設(shè)置，其可為智能設(shè)備之間的整體配合提供保障，因此相關(guān)人員應(yīng)積極做好SCD、CLD以及交換機(jī)VLAN劃分文件的管理工作，并積極做好設(shè)備硬件升級(jí)備份相關(guān)的記錄，從而為后期的維護(hù)工作提供便利。

五、結(jié)語(yǔ)

智能變電站是智能電網(wǎng)系統(tǒng)建設(shè)過(guò)程中的重要組成部分，繼電保護(hù)技術(shù)是智能變電站中的核心技術(shù)，對(duì)智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行有著至關(guān)重要的作用，在新形勢(shì)下，相關(guān)人員應(yīng)積極面對(duì)當(dāng)前智能變電站繼電保護(hù)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中的問(wèn)題，并積極采取相應(yīng)的措施進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，從而有效保證設(shè)備和工作人員的安全，并為智能變電廠的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供保障。

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