探析智能變電站繼電保護的運行維護技術

卿平飛+梁欣琦

摘 要 隨著我國經濟建設步伐加快，科技水平不斷提高。在電子信息化時代背景下，電力行業實現全面智能化，變電站是電網系統中不可或缺的組成部分，它的運行與維護為人們的生活質量提供了保障。本文以闡述智能變電站繼電保護系統的基本組成作為探究出發點，分析智能變電站繼電保護的運行及維護技術，旨在確保智能變電站繼電保護能夠穩定運行。

關鍵詞 智能變電站 繼電保護 運行 維護技術

一、引言

目前，傳統變電站已逐步被智能變電站替代，智能化技術具有方便快捷的特點。由于變電站開始走向智能化改革，因此，在運行過程中對變電站繼電保護安全設備的穩定性、可靠性、實效性以及安全性要求高。智能變電站繼電保護的運行以及維護技術是電網穩定安全運行的關鍵因素。全面了解繼電保護運行與維護技術，可推動電網行業發展。

二、智能變電站繼電保護系統的基本組成

智能變電站繼電保護系統主要由四部分組成：第一，電子式互感器，數字信號、光電處理技術等的不斷發展，使電氣測量系統逐漸向數字化發展，并應用于變電站的數據采集環節。電子式互感器有兩種類型，一種是無源型的，一種是有源型的，分類依據為是否向傳感器提供電源。有源型的電子式互感器重量和體積都比較小，能夠減少變電站的占地面積。第二，合并單元，這部分是在間隔層將功能下放到過程層中所出現的，其發揮著關鍵作用，能夠保護裝置與互感器之間的接線，從而降低成本，還能促使信息在二次設備之間的高度共享。第三，智能終端，這部分的主要功能是對信息進行傳送，使斷路器運行過程中產生的信息能及時傳輸到站控層，或者傳輸到測控裝置，使遠方監控中能夠隨時掌握斷路器的運行狀況。同時，智能終端可接收保護裝置所發出的跳合閘命令，并根據命令對斷路器進行分與合的控制。第四，交換機，主要作用是建立有效的信息通道，使數據幀能夠進行有效的交換，從而達到控制網絡流量的目的。同時，還能使管理交換機的操作更加方便，確保局域網中信息傳輸的實效性。

三、智能變電站繼電保護運行與維護的技術優勢與實際操作

第一，技術優勢。智能變電站的發展使電力行業進入一個新的發展階段，促使電力系統由一次設備向二次設備轉變，其對繼電保護造成了巨大的影響。主要表現在三個方面：一是在智能變電站的繼電保護中，是以全光纖通信為基礎對量值進行采集的，其邏輯判斷也是基于全光纖通信進行的。與傳統的變電站相比，其智能化水平和自動化程度都有明顯的提升。所以，為適應智能變電站的發展，繼電保護更新和調整測試方法、維護內容和測試周期，從而形成新的智能變電站運行和維護標準。二是二次設施的智能化、網絡化水平都很高，開關量采集同樣如此。利用合并單元設備、智能終端設備等，能夠將二次回路中的所有信息采集起來，并對信息進行全過程的檢測，從而達到狀態檢修的目的。三是智能變電站對電力系統進行統一建模時，采用的是IEC61850標準，可將二次接線進行轉化，使之成為系統的建模工作，以及對文件的配置工作。在每個智能變電站中都有對應的SCD和CID文件，而且是唯一的，在改變變電站的運行狀態時，就需要修改對應的文件。

第二，實際操作。以某220kV智能變電站為例，在此變電站中設計有3個電壓等級，分別為220kV、110kV和10kV，前面兩種電壓等級的一次主接線為雙母線，并帶專用母聯方法，后一種電壓等級采用的單母線分段方法，需要對變電站的繼電保護設備進行設計。一是對220kV繼電保護的設計，在母線的保護設備上分別設計一套智能保護設施，既能進行差動保護，又能實現失靈保護。二是對110kV繼電保護設備的設計，總共有2臺主變保護中壓，每臺主變保護中壓都設置2套智能終端和合并單元，其他的設備所配置的智能保護設備只有一套。同時，設置一套母線保護裝置，在110kV處設置差動保護、母聯失靈保護。三是對10kV繼電保護設備進行設計時，只在2臺主變的低壓側設置，為合智一體化型的裝置，其余裝置為常規裝置。

四、智能變電站維護技術

當智能變電站繼電保護出現故障，首先應查找原因，斷出故障類型。常規性故障則可直接采用常規的處理措施進行維護；異常性故障則需要結合常規處理措施進行深入分析與處理。

第一，間隔合并單元維護技術。在智能變電站中，存在頻率較高的故障因素之一為合并單元故障，因此，應該分析出現故障的原因，并且在維護過程中引起重視。若告警燈亮，則可通過網分來查看合并單元告警信息或是通過監控后臺進行查看，并根據告警具體信息制定異常排查的方案。如果在單套配置間隔中發現合并單元故障，則應該快速申請斷開開關并退出相對應間隔單元的運行；如果在雙套配置中發現合并單元故障，則應該快速退出本間隔和故障合并單元相對應的保護出口壓板，并且快速退出與之對應的母線保護裝置，防止故障現象擴散。

第二，交換機維護技術。當交換機發生故障時，應該通過GOOSE網絡圖與監控網絡圖等相關資料來分析交換機故障，并且在分析的過程中判斷出交換機出現的故障類型。如果本間隔的交換機所構成的GOOSE鏈路受到影響，從而致使本間隔交換機失去連接保護，則可判斷為過程層GOOSE網間隔交換機發生故障情況。其故障會導致母線繼電保護、過負荷聯切以及變壓器繼電保護等相關設備受到不同程度的影響。因此，在維護該故障時主要是結合交換機在網絡中的位置與網絡結構來判斷故障程度，根據判斷依據進行總結性分析，最后采用相關技術維護運行。

第三，智能終端維護技術。采用電纜連接智能終端和一次設備，采用光纖連接智能終端和二次設備，完成斷路器、智能變電站內開關的測量與控制等功能設備。智能變電站在運行過程中，開關設備與跳合閘是智能終端主要負責的對象。若智能終端出現故障，跳合閘設備則會受到影響。因此，應快速退出智能終端出口壓板，其作用是對整個系統功能給予保護 。

第四，GOOSE網絡模塊維護技術。GOOSE網絡模塊故障在智能變電站運行過程中屬于常見性問題，GOOSE網絡模塊的主要作用是為智能變電站系統傳輸網絡實時信號。因此，如果GOOSE網絡模塊發生故障，智能變電站所有相關設備在運作過程中，網絡信號延時或不穩定，甚至出現無法傳輸網絡信號等問題，從而導致智能變電站繼電保護無法正常運行。

五、結語

全面有效掌握智能變電站繼電保護的運行以及維護技術，可確保電網系統建設發展的安全性與穩定性。本文主要闡述了智能變電站概念，從保護母線正常啟動、變壓器繼電保護、網絡線路與電力線路的保護等方面分析了智能變電站繼電保護運行，還講述了智能變電站維護技術中的間隔合并單元維護技術、交換機維護技術、智能終端維護技術與GOOSE網絡模塊的維護技術等，促進智能變電站充分發揮其智能化職能，提高運行效益，有效降低智能變電站事故發生率，進而推動電力建設行業的發展。

（作者單位為國網四川省電力公司涼山供電公司）

參考文獻

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