變電站繼電保護典型缺陷的處理及分析

王杰鋒

摘 要：變電站是電力網絡中的基礎設施，承擔著電力輸送的重要任務，在繼電保護的系統維護和管理中，現在還存在一些較大的缺陷和不足，要找到問題的成因以及解決問題的著手點，檢修人員根據以往的工作經驗逐漸總結出很好的方法來應對存在的缺陷和問題，尤其是針對一些典型缺陷，比如變壓器設備在運行中的缺陷，要采用特殊的方式加以應對，希望筆者的論述能夠為繼電系統中應對典型缺陷問題提供一些合理化的建議。

關鍵詞：變電站；典型缺陷；繼電保護

引言

典型缺陷是變電站設備中存在的固有和難以解決的問題，在實際的工作中，檢修人員會根據缺陷的類型確定相應的處理措施，以確保能夠盡快的彌補缺陷，還需要有完善的檢修方法和模式來確保檢修工作的安全性，防止出現意外事故。

1 變電站繼電保護的具體特點

歸納的說，變電站繼電保護的特點主要包括如下幾項。

1.1 GOOSE報文傳輸機制

經過觀察發現，變電站GOOSE通信技術就目前而言在IEC.61850通信規約中能夠以最快速度通信報文傳送至目的地，通過這種方式來對相應信息加以閉鎖和監測，以及保護跳閘等快速傳輸變電站事件。通過以往大量的實踐結果表明，在使用GOOSE報文通過數據幀的形式進行傳播的前提下每幀報文包含應用標識、允許生存時間等關鍵信息。需要特別提醒的是，GOOSE報文以五秒間隔進行傳輸（在穩態狀態下），當事件發生變化時，報文以2ms間隔重傳兩次，之后以4ms與6ms間隔傳輸兩次后就會在瞬間恢復正常狀態。當GOOSE報文的接收方在TAL不高于4T參數時間內無法接受到報文的情況下，通常會發生斷鏈告警現象。

1.2 繼電保護如何實現

繼電系統中擁有眾多的保護裝置和防護設備，隨著通信技術和裝備技術的迅速發展，在變電站中的設備和線路也逐漸更新換代，因此在通信的模式上發生了很大的變化，保護動作和舉措也與以往有很大的差異，所使用的通信網絡和溝通渠道也發生了改變，在原來的基礎架構上開始建立起針對整個設備運行過程和變電站整體操控的系統網絡，保護設備不再是孤立的進行運轉，只針對某一些設備或者某個電路實施保護舉措，而是通過先進的網絡架構將眾多的保護設備連接在一起，組成強大的保護網絡系統，在這個系統中能夠更為宏觀和全面的監測各種變電設備的運行狀態，一旦出現故障和缺陷，系統就能夠迅速做出合理的應急處置措施和保護動作，并且向檢修人員發出警報信號，提醒人們注意故障問題的出現，該系統網絡采用的光纖連接模式，屬于點對點的連接方法，通過對信號和信息的合理使用來操作、控制各種變電設備和保護裝置發揮其各自的功能作用，將信號準確的傳輸到制定的設備中。

2 原因分析

通過反復的實踐證明，在保護開出傳動試驗過程中聽到GOOSE跳閘聲音并且能夠立即接收到相應信息（自發狀態下），在檢查終端過程中發現以下三種現象。第一、在主變保護上開出模擬信號，終端的相應位置并未接收到跳閘命令，開關依然處于閉合狀態。第二、拔掉差動跳低2分支直跳光纖，終端報網絡不正常。第三、拔掉低2分后備跳低2分支直跳光纖，終端沒有報網絡異常。除此之外，GOOSE接收配置沒有綁定任何一個光口，也就是跳低2分支直跳光口沒有做任何使能，這樣一來我們就找到了保護無法跳閘的原因。查出問題的癥結所在之后，經過調查發現廠家技術人員在廣豐變現場對低2分支終端消缺過程中出現了失誤，因為該工作人員勾掉此光口。另外，由于進行保護開出傳動試驗過程中GOOSE能夠自動的發送和接受信息，這是由于它處于跳閘狀態，從這個層面上來看低2后備保護裝置處于正常狀態，光功率滿足相關要求。檢查終端發現在主變低2保護上模擬開出，終端并未接收到跳閘命令，開關沒有跳開，這就說明終端和低2后備的GOOSE通訊出現了一些故障，并且是終端接收GOOSE不成功。

此時終端顯示正常，表明保護和終端之間沒有通過虛端子連接在一起，這樣就會導致SCD文件配置不正確。拔掉差動跳低2分支GOOSE直跳光纖，終端報網絡顯示不正常，說明差動保護和終端通訊處于正常狀態，虛端子連接沒有任何問題。這種情況下，相關工作人員需要做的就是仔細檢查終端GOOSE接收配置，進而逐個消除故障。除了這些問題外，還存在以下兩種問題。第一、采用光纖通信技術較為頻繁的時候，站內保護裝置的運行會受到光纖鏈路一定程度的影響（具體情況需要具體分析）。主要表現在過程層設備絕大多數時候處于站內一次設備區位置，運行環境比較惡劣。其次是由于光纖本身質地相對比較容易發生折損，一旦出現這種情況極易造成通道衰損，這樣一來或多或少的必然會降低傳輸功率。第二、對交換機的依賴程度比較大，制約了報文傳輸質量。一般地說，GOOSE組網傳輸數據流量還比較小，有些時候為了最大限度的發揮光纖通信優勢，采用SV組網，相比較而言采用這種方式每秒傳輸的數據量相對就會比較大，對交換機的數據處理能力要求更高。目前以太網交換機在變電站長期運行穩定性有待進一步提高，過程層網絡星型連接方式的交換機網絡冗余性比較差，交換機的運行維護措施也較為簡單。第三、對交換機的依賴程度比較大，制約了報文傳輸質量。

3 處理變電站繼電保護典型缺陷的方式

隨著新技術和新設備的不斷涌現，不僅提升了變電站繼電保護性能，同時也帶來了一些新的問題，目前最好的方式就是采用SCD文件關鍵技術。它記錄了與變電站安全穩定運行相關的大數據，為更深層找到缺陷原因提供了便利，同時指出了如何從根本上杜絕此類事件的發生。總的來說，就是通過變電站配置描述語言建立分層信息模型，描述模型中的邏輯節點（用LN表示）、數據屬性（用DA表示）以及相應數據（用DO表示），通過這種方式實現設備的配置信息的實時互聯互通。事實證明，SCD文件配置是否正確，直接影響機電保護功能的正確性，是實現機電保護功能的重要前提。另外，就是采用GOOSE網跳的方式，它不需要配置物理首發端口，簡單安全可靠。雖然說報文傳輸時間相對比較長，但是能夠完全滿足工程的實際需求。

4 總結語

隨著電力事業的迅速發展，在繼電系統領域內已經發生了很大的改變，新型通信系統和組網模式的應用，不僅減少了線路的數量，簡化了組網系統的具體模式，而且相應的降低了故障發生的幾率，對于變電站的日常運行工作來說，面對典型缺陷和問題時能夠更加從容的應對，降低檢修工作和網絡安全運行中的安全風險，極大的提升了變電站運轉的效率和安全性，利用合理的檢修舉措和監督措施來完善安全檢修管理工作的各項制度。

參考文獻：

[1]翟相鵬，吳曉蕾.智能變電站繼電保護典型缺陷分析[J].河北電力技術，2014.

[2]董燁，李兵，李永斌.330kV變電站繼電保護典型配置[J].機電信息，2016.