智能變電站繼電保護設(shè)備運行維護探析

曹志恒 趙凱君

摘要：智能變電站是連接電力用戶和電力系統(tǒng)之間的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，承擔著輸送電能的重要任務，并且智能變電站具有良好的穩(wěn)定性、交互性以及低碳環(huán)保性，得到了廣泛的認可和積極的推廣。智能變電站的穩(wěn)定運行離不開電力設(shè)備的支持，如通訊控制器、二次設(shè)備自動裝置、智能終端設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)交換機、電子式互感器、合并單元等，針對不同設(shè)備的運行情況，采取積極有效的措施，加強智能變電站設(shè)備運行維護，提高智能變電站的安全穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護;運行維護;

1智能變電站的構(gòu)成

智能變電站是采用先進的智能設(shè)備，以全站信息化、通信網(wǎng)絡(luò)化、信息共享化等為要求，變電站自動完成數(shù)據(jù)信息的采集、監(jiān)測、控制、管理、計量和保護等功能，從而實現(xiàn)電網(wǎng)的自動控制、智能調(diào)節(jié)、在線分析以及協(xié)同互動。智能變電站包括智能高壓設(shè)備以及信息平臺兩個部分。智能高壓設(shè)備主要指的是智能變壓器、智能高壓開關(guān)、電子變壓器等智能設(shè)備。通過光纖通信系統(tǒng)將智能高壓設(shè)備和控制系統(tǒng)連接起來，從而及時監(jiān)測智能變壓器運行情況。如果智能變壓器運行過程中，出現(xiàn)了電壓或者功率變化，則控制系統(tǒng)將根據(jù)電網(wǎng)的實際情況，采取一定的措施。如果智能設(shè)備出現(xiàn)故障，報警系統(tǒng)會發(fā)出警報，從而避免電力故障范圍的進一步擴大。智能高壓開關(guān)是高性能的開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備，并與電子設(shè)備、傳感器等連接在一起，可以實時監(jiān)測智能變電站的設(shè)備，并進行實時診斷。電子互感器指的是純光纖互感器，打破了傳統(tǒng)電磁式互感器容易磁變的缺點;信息平臺主要是實現(xiàn)智能變電站數(shù)據(jù)信息的實時共享，通過管理信息系統(tǒng)實現(xiàn)整個電網(wǎng)的監(jiān)測和管理。如果變電站的低壓負荷增加，則智能變電站會增加低壓負荷的發(fā)電量，滿足電能供應的需求。反之，如果低壓電力負荷減少，則智能變電站則降低低壓電力的輸送量，實現(xiàn)電網(wǎng)供需平衡，打破過去電力供應不均衡的問題。

2?智能變電站繼電保護在運行中出現(xiàn)的問題

雖然相應的光電轉(zhuǎn)換、磁電效應等原理知識早已提出，但是以此為基礎(chǔ)生產(chǎn)出來的電子互感器因為在實際運用中抗干擾能力、運行可靠性等問題未能大規(guī)模的實際使用，因此現(xiàn)在基本上使用的是常規(guī)互感器與合并單元相結(jié)合的形式。開關(guān)設(shè)備則是在原來基礎(chǔ)上配套智能終端設(shè)備實現(xiàn)開關(guān)設(shè)備智能化，本文提出了以此形式構(gòu)成的智能變電站，智能變電站與綜自變電站其實就繼電保護原理上而言是一樣的，只是在具體設(shè)備的實現(xiàn)形式上有所區(qū)別。合并單元簡單來說就是將原有保護裝置的模擬量采集功能分離出來變成合并單元與互感器一起就地化配置;智能終端就是將開關(guān)量開入開出功能分離出來與斷路器、隔離開關(guān)一起就地化配置;保護裝置保留保護邏輯功能獨立于間隔層，相當于將原有繼電保護裝置一分為三，那么問題出現(xiàn)了：

（1）如果發(fā)生中斷或運行不穩(wěn)定就會造成保護裝置出現(xiàn)問題。例如，繼電保護裝置在運行過程中被硬物擠壓后，其與智能終端之間的光纖聯(lián)系就會遭到破壞;保護裝置的SV插件或GOOSE插件發(fā)生故障，光纖聯(lián)系也會遭到破壞。這是因為SV采樣值、GOOSE開關(guān)量一直需要不間斷地實時大量傳輸，對相關(guān)接受或發(fā)送插件要求較高，而可能由于某廠家的某一批插件制造工藝不良就會導致出現(xiàn)這種問題。

（2）由于本身設(shè)計的原因，在智能變電站中，合并單元、智能終端可能不會只對應一個保護裝置，存在一對多的情況。例如某線路合并單元損壞，則與之對應的線路保護裝置需要退出運行，同時與之存在聯(lián)系的母線保護裝置也要根據(jù)該線路檢修的運行方式來選擇退出保護或是退出該間隔功能。

（3）可能由于投運時間較早，當時技術(shù)規(guī)范不健全等原因，一批合并單元、智能終端的穩(wěn)定性、準確性達不到現(xiàn)今國網(wǎng)要求，因此需要對其進行更換CPU件、升級軟件版本等整改工作。

（4）因為就地化配置的原因，一些合并單元、智能終端需要與一次設(shè)備一起放置于室外。雖然智能控制柜內(nèi)配置有溫度控制器、加熱器、風扇，但是時間久了仍然會出現(xiàn)銹蝕、大量積塵等現(xiàn)象，從而加速了設(shè)備的老化。

（5）智能變電站繼電保護裝置更換CPU、SV、GOOSE插件時，不像傳統(tǒng)綜自變電站只需要插件型號正確相匹配就可以使用了，還需要重新下載CID配置。而由于各個廠家研發(fā)的平臺不同，其使用的工具、下載方法也五花八門，同時某些軟件為他們內(nèi)部使用，不交給客戶，使得每次更換相關(guān)插件都需要廠家配合，極大地增加了維護期限及維護成本。

3智能變電站繼電保護設(shè)備的運維要點

3.1繼電保護設(shè)備的運行技術(shù)

在智能變電站中，線路是重要的組成部分。當變電站處于正常運行狀態(tài)時，就要對癥下藥，要知道其運行情況，安裝相關(guān)的測量控制設(shè)備，不斷的進行數(shù)據(jù)分析，然后要及時發(fā)現(xiàn)線路存在的問題，根據(jù)發(fā)出的警報通知，檢測出現(xiàn)的問題，針對問題及時修正，保證變電站的正常平穩(wěn)運行，最大限度地降低問題帶來的不良影響。在智能變電站中，變壓器作為其中重要的組成部分，變壓器能否穩(wěn)定運行，直接影響了整個變電站能否穩(wěn)定運行，這使得變壓器在整個智能變電站中占有非常重要的地位。在繼電保護運行時，只有滿足如下要求才能使其更好更平穩(wěn)的運行。第一點，對于變壓器內(nèi)部重要元器件的維護來說，我們可以分布式維護，這樣可以更有針對性。第二點，可以用集中的方式維護繼電保護的后備設(shè)備，保障后備設(shè)備正常運行，只有在滿足上述要求的條件下，才能使其平穩(wěn)運行。

3.2?智能變電站主要繼電保護設(shè)備的維護

（1）繼電保護裝置的維護。智能變電站的繼電保護裝置，與常規(guī)的繼電保護裝置存在著較大的差異，如結(jié)構(gòu)上更加復雜，增加了通信、數(shù)據(jù)采集等功能。因此在進行設(shè)備維護時，首先應加強對運行參數(shù)的分析，為避免故障數(shù)據(jù)信息丟失，通常需要對運行數(shù)據(jù)做備份處理;其次，由于設(shè)備的連接已改用光纖，為保證信息傳輸能夠正常工作，在檢查維護工作中需要對連接狀況進行檢查，并對設(shè)備的報警信息進行仔細排查;第三，需要防止高溫、雨水、碰撞等外部環(huán)境對設(shè)備造成破壞。

（2）監(jiān)控系統(tǒng)的維護。智能變電站的監(jiān)控系統(tǒng)屬于關(guān)鍵部位，智能化發(fā)展能確保整個變電站在運行時實現(xiàn)無人化監(jiān)控，為此對數(shù)據(jù)信息的準確性也提出了更高的要求。既要做好監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)備的維護工作，又要讓監(jiān)控系統(tǒng)能長時間正常工作。例如，智能變電站在運行過程中通常采用DL/T860標準通信，因此在維護管理時，應當重點加強對SCD（SmartCardDevice，智能卡設(shè)備）配置、數(shù)據(jù)信息變化的檢查。

（3）交換機的維護。交換機屬于智能變電站中的重要組成部分，同時也對繼電保護設(shè)備的正常運行有較大影響，因此在維護工作中需要加強檢查與校驗。首先，應用電力系統(tǒng)的通用標準IEC61850來核對交換機的運行參數(shù)和配置，確保交換機在運行中滿足該通用標準。其次，檢查交換機的運行速率、鏡像功能等，確保各方面功能運行正常，能夠正常完成通信交互。

4?結(jié)語

智能變電站相對于傳統(tǒng)綜自變電站有著全站信息數(shù)據(jù)化、通訊平臺網(wǎng)絡(luò)化、信息共享標準化等優(yōu)點，但是作為一種新興技術(shù)在實際運用中也出現(xiàn)了一些問題，為了確保智能變電站的高效安全穩(wěn)定運行，我們要加強智能變電站繼電保護裝置的運行維護，盡可能地提高繼電保護的可靠性。

參考文獻：

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