鐵路智能變電所繼電保護調(diào)試技術(shù)分析

段磊

[摘? ? 要]社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，需要提升智能化、信息化水平。智能變電站的建設(shè)發(fā)展，有助于維護電力系統(tǒng)供電安全與可靠。智能變電站為多技術(shù)聯(lián)合系統(tǒng)，因此對變電站系統(tǒng)安全性要求較高。繼電保護能夠提升變電站運行效益，因此需要優(yōu)化調(diào)試繼電保護系統(tǒng)，完善檢測方法，全面維護繼電保護效果。

[關(guān)鍵詞]鐵路智能變電所;繼電保護;調(diào)試技術(shù)

[中圖分類號]TM63;TM77 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）01–000–02

Analysis of Relay Protection Debugging Technology in Railway Intelligent Substation

Duan Lei

[Abstract]The rapid development of social economy needs to improve the level of intelligence and informatization. The construction and development of smart substations will help maintain the safety and reliability of the power supply of the power system. The intelligent substation is a multi-technology combined system， so the safety requirements of the substation system are relatively high. Relay protection can improve the operating efficiency of substations， so it is necessary to optimize and debug the relay protection system， improve the detection method， and fully maintain the effect of the relay protection.

[Keywords]railway intelligent substation; relay protection; debugging technology

智能變電所組成包括網(wǎng)絡(luò)化二次設(shè)備、智能化一次設(shè)備，建立在通信標準上，可以確保智能電氣設(shè)備間信息共享，提升現(xiàn)代化操作水平。當前，高速鐵路系統(tǒng)很少應(yīng)用智能牽引變電所，因此缺乏繼電保護調(diào)試技術(shù)標準，只能參考國網(wǎng)成熟技術(shù)。為了全面適應(yīng)鐵路智能變電站調(diào)試需求，必須做好梳理、研究與完善。

1 智能變電技術(shù)組成和優(yōu)勢分析

智能變電站涉及到信息平臺和高壓設(shè)備。在信息平臺中，包含數(shù)字化工具、一體化監(jiān)控系統(tǒng)，數(shù)據(jù)通信網(wǎng)關(guān)機?；谛畔⑵脚_功能可知，其能夠提升信息標準化水平，高度統(tǒng)一信息源格式，同時確保上層應(yīng)用支撐透明度。信息平臺還可以提升信息統(tǒng)一化，利用通訊技術(shù)，高效傳輸信息，以此實現(xiàn)信息共享。智能變電站高壓設(shè)備涉及到智能開關(guān)、智能變壓器、電子互感器。

智能變電站系統(tǒng)涉及到站控層、過程層、間隔層。過程層包含智能終端、智能組件。過程層能夠科學分配電能，實現(xiàn)計量與控制效果。間隔層包括故障錄波器、繼電保護裝置，通過間隔數(shù)據(jù)，對間隔電網(wǎng)設(shè)備功能進行控制。站控層包括控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)，采集和監(jiān)控數(shù)據(jù)，同時實現(xiàn)信息管理。

智能變電層具備以下優(yōu)勢：第一，智能變電站具備環(huán)保性、高效性特點。光纖可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)電纜線，應(yīng)用此種電纜線，可以使安裝成本降低。通過電子元器件，可以使能源損耗降低。第二，協(xié)同性、交互性。智能變電站利用信息交互，可以發(fā)揮出電網(wǎng)系統(tǒng)功能，尤其是反饋調(diào)節(jié)功能，連接多種子系統(tǒng)，加強調(diào)節(jié)效果。

2 智能變電站技術(shù)在繼電保護中的影響

2.1 數(shù)據(jù)保護系統(tǒng)影響

基于繼電保護原理可知，智能變電站技術(shù)，可以明顯突破傳統(tǒng)變電站技術(shù)。與傳統(tǒng)變電站技術(shù)相比，智能變電站技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢顯著，但是也會影響繼電保護發(fā)展。智能變電站技術(shù)主要應(yīng)用電子互感技術(shù)，避免電子互感技術(shù)影響系統(tǒng)性能，全面確保電網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)保護效果，提升繼電保護準確性。且電子互感技術(shù)信息傳輸、交互功能，會引發(fā)數(shù)據(jù)延遲，影響繼電保護。但電子互感技術(shù)信息評估、響應(yīng)速度的優(yōu)勢更顯著，能夠促進繼電保護發(fā)展。

2.2 電網(wǎng)保護技術(shù)的影響

在間隔層中，繼電保護設(shè)備具備重要影響，通過間隔層，可以控制一次設(shè)備。傳統(tǒng)電網(wǎng)建設(shè)中，將電纜作為保護信息媒介，對一次設(shè)備控制效率影響較大。智能變電站技術(shù)，光纖信息傳輸技術(shù)，可以關(guān)聯(lián)不同間隔層設(shè)備，高速傳輸和交互信息。電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護，可以提升反應(yīng)速率，實現(xiàn)綜合化分析管理。智能變電站運行中，采用計算聯(lián)網(wǎng)管理技術(shù)，可以轉(zhuǎn)變?nèi)斯ぶ噶钍焦芾砟Ｊ剑嫣嵘^電保護命令發(fā)送效率。智能變電站技術(shù)，可以轉(zhuǎn)變電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護問題，例如數(shù)據(jù)傳輸、采樣、保護一體化等，動態(tài)傳輸和調(diào)整數(shù)據(jù)，全面提升機電保護技術(shù)協(xié)調(diào)效果。

2.3 繼電保護調(diào)試與檢修影響

智能變電站運行中，通過應(yīng)用繼電保護調(diào)試技術(shù)，能夠落實繼電保護實現(xiàn)機制，避免對電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)試與檢修造成影響。注重分析變電站檢測技術(shù)，可以改善繼電保護周期維護的滯后性問題。智能變電站，可以提供全面檢測數(shù)據(jù)，為繼電保護裝置檢修提供參考。在設(shè)計、維護、調(diào)試智能變電站時，維護電網(wǎng)系統(tǒng)繼電保護的順利性，同時可以減少電網(wǎng)運行不良影響。

3 鐵路智能牽引變電所現(xiàn)場調(diào)試

3.1 調(diào)試流程與內(nèi)容

在調(diào)試時，應(yīng)當做好人員、設(shè)備、資料試驗準備。組態(tài)配置完成后，針對單個IED裝置開展試驗。網(wǎng)絡(luò)配置、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)結(jié)束后，注重不同設(shè)備之間的互聯(lián)測試，之后開展整體測試，確保不同系統(tǒng)配置效果。

3.2 試驗準備

為了明確設(shè)計思路，解決好調(diào)試問題，必須收集和匯總調(diào)試資料。調(diào)試資料涉及到各種原理圖與說明書。相關(guān)人員形成調(diào)試小組，按照現(xiàn)場調(diào)試工作量、進度，對人員數(shù)量進行調(diào)整。

3.3 單裝置試驗

3.3.1 前期準備

注重檢查設(shè)備狀態(tài)，全面檢查外觀、參數(shù)、型號，確保其與設(shè)計一致。通過兆歐表，對信號回路絕緣電阻值進行檢查。閉合電源開關(guān)，正常啟動裝置。在啟動之后，若無異常信號，則應(yīng)當對裝置硬件、檢驗碼進行檢查。當回路電源處于正常運行狀態(tài)時，斷開電源開關(guān)，裝置信息仍在。將開關(guān)、接點狀態(tài)改變，對直流回路的寄生回路現(xiàn)象進行檢查。

3.3.2 調(diào)試項目

注重光纖回路連接狀態(tài)檢查，確保其無污染、無受損，可以正常通訊，同時檢查光功率與損耗。注重檢查SCD/CID文件，例如模型與工程應(yīng)用模型的相符性，模型字段，控制類實例化，文件內(nèi)容與網(wǎng)絡(luò)裝置內(nèi)容的一致性。利用繼電保護測試儀器，將交流模擬量添加至單元內(nèi)。通過數(shù)字繼電保護儀，抓取合并單元SV輸出，同時對采樣通道配置進行檢查。檢查SV相位、幅值，確保其和加量相同，變比設(shè)置準確。

3.4 設(shè)備互聯(lián)測試

設(shè)備互聯(lián)測試之前，必須明確間隔層、過程層、站控層安裝問題。完成設(shè)備通訊光纜、網(wǎng)線、尾纖、對時光纖連接后，對不同間隔設(shè)備連通狀態(tài)進行檢查。測試內(nèi)容涉及到間隔合并單元、電壓合并單元、保護測控裝置、智能終端、站控層網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)測試。

3.5 系統(tǒng)整體測試

在牽引變電所電氣試驗中，整組傳動試驗非常重要，能夠?qū)ジ衅鞫谓泳€準確性進行校驗，同時檢查不同設(shè)備的配合度。確保系統(tǒng)刀閘、開關(guān)的動作可靠性、聯(lián)動性能。整組傳動試驗，通常劃分為直流回路、交流回路試驗。

（1）前期準備：試驗人員應(yīng)當了解電氣設(shè)備一次接線、運行方式、二次回路、機電保護原理，同時確定一次設(shè)備安裝位置和圖紙相符性。變電所內(nèi)部提供三相四線電源，將其作為試驗電源。保證互感器二次接地點位置準確。

（2）交直流屏檢查：完成直流屏充電機安裝操作后，確保電池良好連接，具備正確極性。將臨時交流電源，引入到交流盤進線位置，實現(xiàn)模擬供電，提升檢查交流屏電源自投回路。注重檢查直流充電系統(tǒng)、絕緣檢測系統(tǒng)，優(yōu)化調(diào)整直流母線電壓。

（3）直流回路傳動試驗：在開展試驗時，涉及到電動隔離開關(guān)、斷路器操作試驗。針對隔離開關(guān)、斷路器，開展操作閉鎖試驗。對備用電源，進行自投試驗。對斷路器跳閘、保護出口、重合閘，開展模擬試驗。同時檢查變電所內(nèi)的光信號、聲信號。針對隔離開關(guān)傳動、斷路器，實施控制、信號回路檢查，確保本體動作正確性。當回路具備相互閉鎖關(guān)系時，必須確保其滿足設(shè)計要求。在檢查保護跳閘回路時，由裝置發(fā)出模擬跳閘信號，同時對回路進行檢查。對保護跳閘連片功能進行驗證。采用備用電源自投試驗，對進線失壓、主變故障、主變差動等故障，進行模擬分析。在驗證時，涉及到隔開動作、斷路器電阻。開展直流回路試驗，注重觀察試驗期間，直流寄生回路問題，以免發(fā)生直流接地故障。一旦發(fā)現(xiàn)故障問題，應(yīng)當采取有效措施進行處理。

（4）交流回路傳動試驗：在互感器位置，開展交流回路傳動試驗，注重檢查交流計量回路、交流電壓、測量回路，確保回路正確性。在檢查交流回路時，先檢查互感器一次側(cè)，主要為大電流、高電壓問題。通過保護回路，能夠?qū)收想娏髦?、電壓值進行模擬，聯(lián)合直流回路試驗內(nèi)容，確保繼電保護裝置動作，同時促使斷路器跳閘。此種試驗檢查方法具備準確性、直觀性，能夠提升繼電保護裝置、回路接線的可靠性。然而在實際應(yīng)用時，技術(shù)效率低下，無法有效控制精確度，相位極性檢查難度大。作業(yè)現(xiàn)場存在大量限制條件，需要通過繼電保護測試儀、互感器交流量，實施模擬處理。

（5）六角圖試驗：此種試驗方式，通過一次電流、電壓，對電流電壓幅值及相位關(guān)系進行檢查，確保檢查結(jié)果準確性。將進線外電源接線斷開，將380V交流電源接入至進線側(cè)，T、F相間短路出現(xiàn)短路電流。電流互感器由短路回路構(gòu)成，極易產(chǎn)生電壓、電流幅值，相位角度，將其反映至保護裝置內(nèi)。利用電流互感器變比參數(shù)、主變短路阻抗參數(shù)，對短路電流電參數(shù)進行計算，比較實際值。當發(fā)生短路問題時，對電流、電壓互感器回路進行驗證。在送電之前，六角圖試驗屬于最后的系統(tǒng)檢查步驟，當互感器二次回路接線、連片恢復后，再開展試驗操作。注重檢查主變差動回路，對差動保護裝置電流極限極性進行檢查，確保其正確性。

4 結(jié)語

綜上所述，在電網(wǎng)運行過程中，繼電保護調(diào)試工作影響非常大，能夠準確判別電力系統(tǒng)故障類型，同時起到快速隔離效果。投入繼電保護裝置之前，應(yīng)當調(diào)試、檢測保護裝置的硬件功能、軟件邏輯。智能變電站技術(shù)快速發(fā)展，促進了保護裝置調(diào)試技術(shù)的發(fā)展，全面保證調(diào)試過程的安全性與準確性。

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