220kV智能變電站繼電保護的運行維護研究

詹靜波

【摘 ?要】智能變電站應(yīng)用是一門綜合性較高的技術(shù)，在這門技術(shù)的應(yīng)用管理中涉及到了眾多領(lǐng)域。這是一個與眾不同的，全新的技術(shù)發(fā)展理念，與此同時，它也為電網(wǎng)領(lǐng)域的發(fā)展也提供了新的技術(shù)，能夠更好的來管理和應(yīng)用智能變電站。因此，我們要對智能變電站的繼電保護設(shè)備的運行和維護給予高度的重視。

【關(guān)鍵詞】220kV;智能變電站;繼電保護;運行維護

1智能變電站繼電保護機制概述

（1）對當(dāng)前智能變電站結(jié)構(gòu)進行劃分，可以概括為“3層2網(wǎng)”。3層指的是站控層、間隔層和過程層;2網(wǎng)指的是站控層MMS網(wǎng)絡(luò)和過程層GOOSE網(wǎng)絡(luò)。站控層設(shè)備包括一體化監(jiān)控主機、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機、圖形網(wǎng)關(guān)機、綜合應(yīng)用服務(wù)器等在智能變電站中是實現(xiàn)對信息的收集、分析和傳輸，屬于電站的控制中心，相關(guān)指令信息通常需要由其發(fā)出;間隔層則屬于上面兩層結(jié)構(gòu)的過渡層，以各種二次設(shè)備為主如各測控裝置、保護裝置等，通過該層來實現(xiàn)對一次設(shè)備的有效保護;過程層包括合并單元和智能終端，在智能變電站中是實現(xiàn)信息采集和執(zhí)行，實現(xiàn)對相關(guān)設(shè)備的保護。

（2）在智能變電站繼電保護機制當(dāng)中，起最主要作用的是過程層，而對該項機制的具體制定和實施需要根據(jù)智能變電站的實際情況和要求，屬于一種動態(tài)的變化需求，需注重對使用環(huán)境展開分析，然后結(jié)合保護需求進行制定，以確保該機制保護的科學(xué)性。此外，在智能變電站繼電保護系統(tǒng)當(dāng)中，對時間有著較高的要求，需要保證時間的精確性，因此在智能變電站繼電保護系統(tǒng)中需具備同步對時系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部各繼電保護裝置時間上的統(tǒng)一，在發(fā)生故障的一瞬間，相關(guān)保護裝置能在第一時間發(fā)揮出保護功效。

2220kV智能變電站繼電保護系統(tǒng)構(gòu)成

智能變電站在繼電保護在運行期間，需要用到許多的軟件以及硬件，其利用電力線路以及網(wǎng)絡(luò)共同構(gòu)成了繼電保護系統(tǒng)，繼電保護系統(tǒng)共有合并單元、電流互感器、交換機以及智能終端幾個部分。

2.1合并單元

合并單元是流變、壓變與保護、測控等設(shè)備接口的重要組成部分，主要功能是配合傳統(tǒng)電流、電壓互感器，實現(xiàn)模擬量的數(shù)字采樣及同步，并按照規(guī)定格式發(fā)送給保護、測控、計量、錄波、PMU等設(shè)備。在繼電保護系統(tǒng)中的作用主要是優(yōu)化保護裝置以及互感器之間的接線工作，保證各個單元之間的數(shù)據(jù)能夠共享，在一定程度上提高繼電保護的效果。當(dāng)前，合并單元的應(yīng)用多在隔層以及過程層之間。利用合并單元在極大程度上降低了繼電保護技術(shù)方面的難度，進而保證了繼電保護系統(tǒng)在工作期間的效率。

2.2電流互感器

電流互感器是根據(jù)電磁感應(yīng)的原理由閉合的鐵心以及繞組組成。其在智能變電站繼電保護系統(tǒng)中的應(yīng)用主要是以數(shù)字信號為依據(jù)，決定其需不需要做次級的操作?，F(xiàn)如今，電流互感器主要有兩種類型，即有源型以及無源型，兩類電流互感器的作用沒有較為明顯的差別，在實際應(yīng)用中都能夠達(dá)到較好的工作效果。

2.3交換機

在智能交換機的運行期間，需要大量的信息傳遞以及交換。所以交換機的應(yīng)用也是智能變電站繼電保護系統(tǒng)中的重要組成部分。交換機在繼電保護系統(tǒng)中主要是對設(shè)備之間以及單元之間的數(shù)據(jù)交換進行處理，保證了數(shù)據(jù)在傳輸過程中的穩(wěn)定和傳輸?shù)目煽啃?，不僅如此還能保證數(shù)據(jù)的安全。目前，交換機在智能變電站繼電保護運行中的應(yīng)用中，很大程度的提高了信息的傳遞速率，也提高了智能變電站的工作效率。

2.4智能終端

智能終端屬于智能變電站中的終端設(shè)備中的一種，具有傳統(tǒng)操作箱的功能和部分測控功能。其應(yīng)用主要在于及時的處理數(shù)據(jù)并能夠?qū)收系陌l(fā)生做及時的預(yù)警處理，簡單來講其工作內(nèi)容主要為：對智能變電站內(nèi)開關(guān)、刀閘、變壓器等一次設(shè)備的信號采集，同時也是保護動作、控制的執(zhí)行設(shè)備。

2.5通訊網(wǎng)絡(luò)

通訊網(wǎng)絡(luò)是智能變電站繼電保護中的關(guān)鍵組成部分。其功能主要由GOOSE網(wǎng)絡(luò)完成信號的傳輸，完成信息的交互。其次，還以斷路器和刀閘的工作狀態(tài)為依據(jù)，完成信號的傳遞，進而實現(xiàn)繼電保護工作。

3 220kV智能變電站繼電保護的運行以及維護

在通常情況下繼電保護的運行以及維護工作主要包含兩種，第一種是正常狀態(tài)下的維護工作以及非正常狀態(tài)下的維護工作。其中非正常狀態(tài)下維護工作內(nèi)容是GOOSE模塊維護、間隔合并單元維護、智能終端維護工作。

3.1正常狀態(tài)的維護工作

通常正常狀態(tài)下智能變電站繼電保護的維護工作主要是對構(gòu)成繼電保護系統(tǒng)組成設(shè)備、其中網(wǎng)絡(luò)線路以及二次回路進行正常的檢查維護，充分保障系統(tǒng)的正常運行。同時也應(yīng)對設(shè)備的警示燈進行檢查并測試是否能夠及時的響應(yīng)繼電保護發(fā)出的指令，保證設(shè)備在發(fā)生故障時能夠及時的示警。

3.2異常運行狀態(tài)下的維修處理

3.2.1信號轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備故障維修

對于這類型故障，主要通過網(wǎng)絡(luò)圖數(shù)據(jù)資料進行故障分析，從數(shù)據(jù)資料中找到相關(guān)的內(nèi)容信息，可以確定故障發(fā)生的具體位置，確定引發(fā)故障的原因，然后采取相應(yīng)的維修處理措施。例如，某智能變電站繼電保護設(shè)備出現(xiàn)GOOSE（GenericObjectOrientedSubstationEvent，面向通用對象的變電站事件）連接故障，則可以確定原信號轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接保護處于異常狀態(tài)。此時需要對造成該故障現(xiàn)象的具體原因做進一步分析，然后針對故障原因制定解決措施，讓問題得以高效解決。

3.2.2公用信號轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備異常處理

公用信號轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在運行過程中如果出現(xiàn)故障，將會對許多變電站繼電保護設(shè)備的運行造成影響，使穩(wěn)定性和可靠性降低。從實際運行狀況看，該故障對變壓器保護、過負(fù)荷聯(lián)切等有著較大影響。在對該類型故障的排除過程中，首先要明確故障影響的具體范圍，然后對網(wǎng)絡(luò)運行結(jié)構(gòu)做深入分析，最后采取針對性措施處理故障，確保繼電保護設(shè)備能夠正常工作。

3.2.3智能終端異常處理

智能終端設(shè)備主要被應(yīng)用在智能變電站設(shè)備跳合閘出口中，如果它在運行中出現(xiàn)故障，就會使智能變電站設(shè)備跳合閘處于控制失效的狀態(tài)，無法對智能變電站系統(tǒng)提供保護。智能終端裝置異常應(yīng)及時匯報，經(jīng)許可后按現(xiàn)場運行規(guī)程自行將裝置改“停用”狀態(tài)后重啟裝置一次。如異常消失則按現(xiàn)場運行規(guī)程自行恢復(fù)到“跳閘”狀態(tài);如異常沒有消失保持“停用”狀態(tài)，將狀態(tài)及系統(tǒng)影響情況匯報調(diào)度并通知檢修處理（申請相應(yīng)的母線保護、線路保護改信號）。智能終端裝置關(guān)閉直流電源的順序為：裝置電源、遙信電源、控制電源。

3.2.4過程層交換機異常處理

過程層交換機屬于智能變電站通信網(wǎng)絡(luò)中的核心設(shè)備，對繼電保護設(shè)備的運行狀態(tài)有較大影響，因此在日常維護工作中該部分應(yīng)作為重點維護對象，尤其要加強對各類型網(wǎng)絡(luò)圖資料的分析，如GOOSE網(wǎng)絡(luò)圖、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)圖等，并與相關(guān)故障癥狀進行匹配，以便在故障發(fā)生時快速找到引發(fā)故障的原因，并針對故障采取維修措施。例如，在過程層中的間隔交換機出現(xiàn)故障，此時通常會對GOOSE的正常鏈接造成影響，因此與之相關(guān)的繼電保護設(shè)備也處于失效的狀態(tài)，無法正常對變電站做出保護。過程層交換機異常應(yīng)及時匯報，經(jīng)許可后對過程層交換機重啟一次，重啟成功，則將過程層交換機投入運行;若重啟不成，則進行“裝置異常隔離”，并申請相應(yīng)的母線保護、線路保護改信號，將影響到的一次設(shè)備遙信位置、遙測及電度表，告自動化。

結(jié)論

目前我國對于維護220kV智能變電站繼電保護運行的工作成果較好，保證了智能化操作的快捷高效，不過繼電保護涉及的范圍較廣，內(nèi)容相對復(fù)雜，這就需要相關(guān)人員在今后的實踐中不斷積累經(jīng)驗和學(xué)習(xí)，保證智能變電站繼電建設(shè)工作的高效。

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（作者單位：國網(wǎng)浙江杭州市蕭山區(qū)供電有限公司）