常規(guī)站和智能站的繼電保護(hù)檢驗(yàn)比較分析

高倩琳

（國(guó)網(wǎng)泰興市供電公司，江蘇 泰州 225400）

0 引言

智能變電站和常規(guī)變電站繼電保護(hù)的檢驗(yàn)流程總體類(lèi)似，只是智能變電站基于通用標(biāo)準(zhǔn)IEC61850，利用了數(shù)字化技術(shù)、信息化技術(shù)、合并單元等技術(shù)，所以其有著智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化的特點(diǎn)，所以在對(duì)智能站繼電保護(hù)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，其內(nèi)容和對(duì)象等方面都有了較大變化。

1 常規(guī)站和智能站繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)比較

1.1 常規(guī)站繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)

常規(guī)變電站的繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)中的保護(hù)配置大體上可以分為以下4 個(gè)方面。

（1）變壓器保護(hù)。通常常規(guī)變電站的內(nèi)橋接線(xiàn)會(huì)處于高壓側(cè)，這便意味著需要相應(yīng)的保護(hù)裝置在電流互感器中應(yīng)用。當(dāng)內(nèi)橋接線(xiàn)處于高壓側(cè)配置時(shí)，過(guò)流保護(hù)動(dòng)作為跳開(kāi)延時(shí)變壓器所配置的所有斷路器。其動(dòng)作過(guò)程可以分為兩步，首先當(dāng)處于第一時(shí)限時(shí)，高壓側(cè)斷路器會(huì)最先跳開(kāi)，當(dāng)達(dá)到第二時(shí)限時(shí)，變壓器各側(cè)斷路器會(huì)相繼跳開(kāi)。此過(guò)程是由復(fù)合電壓閉鎖實(shí)現(xiàn)的，其中兩段式是常規(guī)站的保護(hù)模式，第一段中的一、二時(shí)限會(huì)將分段斷路器以及本側(cè)斷路器分別跳開(kāi)，第二段則是利用延時(shí)，將變壓器中所有斷路器跳開(kāi)。如果常規(guī)站的內(nèi)橋接線(xiàn)處于低壓配置時(shí)，其過(guò)流保護(hù)除復(fù)合電壓閉鎖外還有限速端，其保護(hù)模式也為兩段式，第一段中的一、二時(shí)限會(huì)跳開(kāi)10kV 和本側(cè)斷路器，在第二段中，除一、二時(shí)限外還會(huì)分別跳開(kāi)分段斷路器、本側(cè)斷路器以及主變壓器中的所有斷路器。

（2）線(xiàn)路保護(hù)。在常規(guī)站的不接地系統(tǒng)中通常會(huì)配置三段式模式的相間電流保護(hù)，如果常規(guī)站采用低電阻接地系統(tǒng)還會(huì)配置零序電流對(duì)線(xiàn)路進(jìn)行保護(hù)，如果過(guò)流保護(hù)不能滿(mǎn)足常規(guī)站的需求，還可能會(huì)配置相間距離、全線(xiàn)速動(dòng)保護(hù)。

（3）電容保護(hù)。在常規(guī)站的不接地系統(tǒng)中通常會(huì)在電容保護(hù)中使用和線(xiàn)路保護(hù)相同的相間電流保護(hù)，并且對(duì)放電線(xiàn)圈開(kāi)口三角、低電壓還有過(guò)電壓配置零序電壓保護(hù)，如果常規(guī)站采用低電阻接地系統(tǒng)還需要對(duì)上述部分進(jìn)行零序電流保護(hù)配置[1-2]。

（4）接地電阻保護(hù)。常規(guī)站的接地裝置通常會(huì)配置相間電流或者零序電流對(duì)其進(jìn)行保護(hù)，其動(dòng)作為跳開(kāi)斷路器。

1.2 智能站繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)

站控層是智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中的核心邏輯層，其不但可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，還能對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行監(jiān)視。所以，智能變電站中的繼電保護(hù)系統(tǒng)有著極高的集成性，其監(jiān)控過(guò)程僅僅通過(guò)一臺(tái)計(jì)算機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)。而且基于通用標(biāo)準(zhǔn)IEC61850，智能變電站中的各類(lèi)設(shè)備之間有著極高的互通性以及共享性，又可以利用相同系統(tǒng)對(duì)其進(jìn)行控制。

間隔層在整個(gè)智能變電站中起到保護(hù)作用，利用站控層所傳輸?shù)臋z測(cè)結(jié)果，對(duì)相對(duì)應(yīng)的一次設(shè)備進(jìn)行調(diào)控，最終形成間隔層設(shè)備。而且在設(shè)備出口以及采樣方面，智能站所采用的是二次網(wǎng)絡(luò)通信，利用光纖點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的形式，確保數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確傳達(dá)。

過(guò)程層具備實(shí)施能力，其智能組件大體可以分為3個(gè)部分。其中的智能終端是利用光纖和繼電保護(hù)系統(tǒng)中的一次、二次設(shè)備進(jìn)行關(guān)聯(lián)。從該角度看，智能終端是繼電保護(hù)系統(tǒng)中的關(guān)鍵裝置?；贕OOSE 事件，智能終端可以從一次設(shè)備中獲取關(guān)鍵信息，利用光纖將數(shù)據(jù)信息傳輸至間隔層。而且智能終端還可以利用GOOSE 事件接受間隔層傳輸回來(lái)的信息，再根據(jù)數(shù)據(jù)信息的變化對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行調(diào)整，可以說(shuō)，在整個(gè)過(guò)程層中，智能終端的質(zhì)量便代表了繼電保護(hù)系統(tǒng)的性能。其中合并單元是智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中的核心裝置，其功能為繼電保護(hù)、計(jì)量“模擬量”信息，并將其轉(zhuǎn)換，同時(shí)合并單元還是智能變電站中所有組件以及電壓數(shù)字信息的來(lái)源，因此，該部分組件的文件配置、信息轉(zhuǎn)換的正確性尤為重要。除此之外，該部分組件還具備處理異常信號(hào)源、監(jiān)測(cè)通道的能力，不但對(duì)智能變電站繼保系統(tǒng)有著極為重要的意義，還會(huì)影響到間隔層、站控層系統(tǒng)的運(yùn)行。其中交換機(jī)的作用為承載GOSSE、SV 的信號(hào)傳輸，由于交換機(jī)的作用是信號(hào)傳輸，所以一旦其發(fā)生故障，智能站繼保系統(tǒng)可能會(huì)出現(xiàn)癱瘓的現(xiàn)象，所以其作用尤為重要[3]。

2 常規(guī)站和智能站繼電保護(hù)的檢驗(yàn)方法比較

2.1 常規(guī)站檢驗(yàn)方法

對(duì)常規(guī)站繼電保護(hù)進(jìn)行檢驗(yàn)通常會(huì)采取單一節(jié)點(diǎn)排除的形式，其原理、方法都較為簡(jiǎn)單，工作人員只需要利用專(zhuān)門(mén)用于測(cè)試?yán)^電保護(hù)的儀器，將儀器中的電壓電流測(cè)試線(xiàn)和常規(guī)站中的繼電保護(hù)裝置互相連接，再向常規(guī)站的相關(guān)繼電保護(hù)裝置輸入模擬量電流或者電壓，以此種方式對(duì)常規(guī)站的繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢驗(yàn)。此種方式不但可以檢驗(yàn)出常規(guī)站繼電保護(hù)相關(guān)裝置的性能，還能最大限度保證其二次回路的邏輯完整。檢驗(yàn)流程如圖1 所示。

圖1 常規(guī)站繼電保護(hù)系統(tǒng)檢驗(yàn)流程

2.2 智能站檢驗(yàn)方法

根據(jù)智能變電站智能化、通信網(wǎng)絡(luò)化、高集成化的特點(diǎn)，在對(duì)其繼電保護(hù)系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)可以使用兩種方法。

2.2.1 全數(shù)字檢測(cè)儀

在對(duì)智能變電站繼電保護(hù)進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)，可以利用全數(shù)字檢測(cè)儀對(duì)其機(jī)電系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行檢驗(yàn)。和普通測(cè)試儀相比較，全數(shù)字檢測(cè)儀的輸出信號(hào)為光信號(hào)，所以，其可以直接通過(guò)光纖和智能變電站中的繼電保護(hù)系統(tǒng)相連接。其原理是通過(guò)檢測(cè)儀和智能站中相關(guān)繼電保護(hù)裝置之間的光纖點(diǎn)進(jìn)行連接，再利用光信號(hào)的傳輸，將電流或者電壓的模擬采樣值、跳閘、合閘信息傳輸給相應(yīng)的繼電保護(hù)裝置，從而達(dá)到檢驗(yàn)相關(guān)繼電保護(hù)裝置運(yùn)行是否平穩(wěn)的目的[4]。

在使用該種檢驗(yàn)方法時(shí)，應(yīng)當(dāng)著重注意以下3 個(gè)方面：①在正式檢驗(yàn)開(kāi)始前，要將待檢測(cè)智能站繼電保護(hù)系統(tǒng)中的SCD 格式文件完全導(dǎo)入至全數(shù)字檢測(cè)儀中。②如果智能站繼保系統(tǒng)中的裝置為單間隔形式，工作人員只需要在其中加入相對(duì)應(yīng)的SV 數(shù)據(jù)，就可以直接對(duì)相關(guān)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)。③對(duì)智能站中涉及備自投類(lèi)似的邏輯關(guān)系時(shí)，便會(huì)受到備自投SCD 格式文件中GOOSE 事件輸出路數(shù)的局限，所以，對(duì)其繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢驗(yàn)就需要在全數(shù)字檢測(cè)儀中加入GOOSE事件的相關(guān)數(shù)據(jù)。但在此過(guò)程中，如果GOOSE 的路數(shù)層級(jí)過(guò)低，便會(huì)直接影響到繼電保護(hù)系統(tǒng)的檢驗(yàn)結(jié)果，因此，應(yīng)當(dāng)在開(kāi)展繼電保護(hù)系統(tǒng)檢驗(yàn)時(shí)，對(duì)GOOSE 路數(shù)進(jìn)行升級(jí)或者排查。

此種檢驗(yàn)方法的檢驗(yàn)對(duì)象是智能站中繼保系統(tǒng)相關(guān)裝置的技術(shù)邏輯功能層，對(duì)智能站中的合并單元、交換機(jī)等并沒(méi)有起到檢驗(yàn)作用，所以利用全數(shù)字檢測(cè)儀對(duì)智能站繼保系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)的全面性較為欠缺。但由于智能站的智能化水平較高，而且繼保系統(tǒng)的集成性也較強(qiáng)，各個(gè)零構(gòu)件之間密切相關(guān)，從該角度看，只要智能站技術(shù)邏輯功能層運(yùn)行平穩(wěn)、準(zhǔn)確，便代表智能站繼保系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)。此種以小見(jiàn)大的檢驗(yàn)方式在實(shí)際中應(yīng)用極為廣泛。

2.2.2 機(jī)電保護(hù)檢驗(yàn)方法

機(jī)電保護(hù)檢驗(yàn)方法是一種傳統(tǒng)的繼保檢驗(yàn)方法，利用此種方法對(duì)智能站繼保系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)存在著一定局限性，通常只能在利用電磁互感器的智能站中。該種檢驗(yàn)方法的原理是利用傳統(tǒng)繼保測(cè)試儀的單間隔終端柜中的合并單元和智能終端柜中的合并單元，對(duì)其通入模擬量電流或者電壓，觀察相關(guān)繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行情況，此種檢驗(yàn)方法可以對(duì)智能站中的合并單元、交換機(jī)、智能終端的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢驗(yàn)。所以，此種檢測(cè)辦法有著較高全面性，可以對(duì)智能站中的所有附件設(shè)備進(jìn)行檢驗(yàn)。機(jī)電保護(hù)檢驗(yàn)方法是通過(guò)測(cè)試線(xiàn)來(lái)和合并單元、交換機(jī)、智能終端實(shí)現(xiàn)連接。

2.3 比較分析

從上述常規(guī)站繼保系統(tǒng)檢驗(yàn)方法和智能站繼保系統(tǒng)檢驗(yàn)方法來(lái)看，由于智能站有著智能化、集成化、通信網(wǎng)絡(luò)化等特點(diǎn)，所以在繼保系統(tǒng)檢驗(yàn)方面和常規(guī)站有著較大區(qū)別，智能站繼保系統(tǒng)檢驗(yàn)方法也呈現(xiàn)出了新的特點(diǎn)。以往常規(guī)站中所使用的傳統(tǒng)單節(jié)點(diǎn)排除法已經(jīng)不適合當(dāng)前智能站的繼保系統(tǒng)檢驗(yàn)，已經(jīng)逐漸被社會(huì)的發(fā)展所淘汰。全數(shù)字檢測(cè)儀、機(jī)電保護(hù)檢驗(yàn)方法被大范圍應(yīng)用到智能站繼保系統(tǒng)檢驗(yàn)中，而且此兩種辦法已經(jīng)在應(yīng)用中取得了一定成效。其中利用全數(shù)字檢測(cè)儀對(duì)智能站繼保系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)，雖然全面性不夠，但此種辦法可以根據(jù)技術(shù)邏輯功能層的運(yùn)行狀態(tài)來(lái)判斷繼保系統(tǒng)的整體運(yùn)行狀態(tài)，從另一個(gè)角度來(lái)看，此種檢驗(yàn)方法突出了智能站的集成性以及智能化。為防止因其全面性不足使得繼保系統(tǒng)的檢驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生誤差，可以利用機(jī)電保護(hù)檢驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行查缺補(bǔ)漏，利用測(cè)試線(xiàn)在物理層和交換機(jī)、合并單元、智能終端進(jìn)行連接，對(duì)其運(yùn)行情況進(jìn)行逐一檢驗(yàn)，將兩種檢驗(yàn)方法相互結(jié)合，可以最大限度增強(qiáng)智能站繼電保護(hù)系統(tǒng)檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性[5]。

3 常規(guī)站和智能站繼電保護(hù)檢驗(yàn)中的安全措施比較

3.1 常規(guī)站安全措施

常規(guī)站繼保系統(tǒng)檢驗(yàn)中的安全措施目的為規(guī)范檢驗(yàn)工作、將待檢驗(yàn)相關(guān)設(shè)備和其他正在運(yùn)行過(guò)程中的設(shè)備進(jìn)行隔離，防止影響到常規(guī)站繼保系統(tǒng)的整體運(yùn)行，提高檢驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確度，從而達(dá)到保障檢驗(yàn)工作人員人身安全、設(shè)備安全的目的。在常規(guī)變電中，繼保檢驗(yàn)安全措施如下：①相關(guān)檢驗(yàn)人員要及時(shí)對(duì)相關(guān)繼電裝置的交接時(shí)的狀態(tài)信息進(jìn)行記錄，比如保護(hù)屏、一次設(shè)備的位置、保護(hù)屏、匯控柜硬壓板的投退狀態(tài)。②在繼保系統(tǒng)中的保護(hù)屏端子排區(qū)域?qū)⒔涣麟妷夯芈窋嚅_(kāi)，并在外側(cè)粘貼紅色絕緣膠帶，從而起到警示作用，防止檢驗(yàn)人員誤操作出現(xiàn)接地短路現(xiàn)象。③檢驗(yàn)人員在短接后要立即斷開(kāi)交流電流回路，以此種方式防止開(kāi)路電壓出現(xiàn)傷人現(xiàn)象。④在斷開(kāi)待檢驗(yàn)設(shè)備和其他設(shè)備之間的信號(hào)回路時(shí)，檢驗(yàn)人員要拆開(kāi)回路中的公共端，并將相應(yīng)出口壓板退出。⑤將待檢驗(yàn)設(shè)備的跳合閘出口回路斷開(kāi)，退出出口硬壓板。⑥將待檢驗(yàn)設(shè)備至故障錄波器的回路斷開(kāi)，并拆開(kāi)其回路公共端，以此防止檢驗(yàn)過(guò)程中故障錄波器出現(xiàn)頻繁啟動(dòng)的現(xiàn)象。⑦將待檢驗(yàn)設(shè)備的遙信回路斷開(kāi)，并拆除公共端口，以此檢驗(yàn)報(bào)文擾亂后臺(tái)。

3.2 智能站安全措施

在智能站繼電保護(hù)檢驗(yàn)中，一次設(shè)備停電和不停電時(shí)，隔離措施有較大差異，所以應(yīng)當(dāng)分別考慮。

在一次設(shè)備不停電時(shí)，其安全措施可分為3 種：在對(duì)合并單元進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)退出相關(guān)保護(hù)，比如保護(hù)功能軟壓板以及出口軟壓板；在對(duì)智能終端進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)退出GOOSE 接受軟壓板以及出口硬壓板，比如跳合閘、遙控硬壓板；在對(duì)機(jī)電系統(tǒng)中其他保護(hù)裝置進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)退出涉及該裝置的失靈GOOSE 軟壓板。

在一次設(shè)備停電時(shí)，其安全措施也可分為3 種：①對(duì)合并單元進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)退出SV 接收軟壓板。②檢驗(yàn)智能終端時(shí)應(yīng)當(dāng)退出所有出口硬壓板、GOOSE軟壓板。③對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)中其他裝置進(jìn)行檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)當(dāng)退出GOOSE 出口軟壓板，退出智能終端跳合閘出入口硬壓板。

根據(jù)上述內(nèi)容，可見(jiàn)智能站的安全措施主要是在投退硬壓板和軟壓板方面，和常規(guī)站的多種檢驗(yàn)安全措施相比極為簡(jiǎn)潔，但需要檢驗(yàn)人員對(duì)智能站整體結(jié)構(gòu)有一個(gè)較為全面認(rèn)識(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，常規(guī)站和智能站在結(jié)構(gòu)、繼電保護(hù)檢驗(yàn)方法、繼電保護(hù)檢驗(yàn)安全措施方面存在較大差異，智能站的檢驗(yàn)方法更為安全、便捷，所涉及的安全措施更是極為簡(jiǎn)單。相關(guān)人員要加強(qiáng)對(duì)智能站繼保系統(tǒng)檢驗(yàn)方法的學(xué)習(xí)，提高自身的相關(guān)技術(shù)，從而達(dá)到保障智能站穩(wěn)定運(yùn)行和快速發(fā)展的目的。