智能變電站的異常分析處理

摘 要：隨著電網的發展智能變電站越來越普及，智能化變電站運維尤為重要，本文分析了智能變電站二次設備異常對電力系統正常運行的潛在影響，總結了智能變電站主要二次設備異常的處理。

關鍵詞：智能變電站;二次設備;異常分析;處理

0 引言

變電站智能化是變電站的發展方向，隨著電網的發展，智能化變電站越來越普及。由于智能化變電站信息采集、傳輸、處理、輸出完全智能化，其一次設備與二次設備之間采用光纖實現采樣值、狀態量、控制命令等信息的交換，各種二次設備之間采用通信網絡實現開關量、模擬量的交換。智能化的二次設備大量增多，二次設備異常特別是多個二次設備異常時，嚴重情況下可能會導致開關拒動或誤動，影響電網的正常運行。為了防止異常發展成為事故，避免系統故障時事故擴大化，有必要對智能化變電站二次設備異常進行有效地分析，以便發生異常時能快速的正確處理。

1 智能變電站系統結構

智能變電站系統結構上主要分為三個層次：即過程層、間隔層、站控層。從智能變電站系統結構圖不難看出，站控層由監控主機、遠動機、服務器、站控層交換機、網絡分析儀以及一體化信息平臺構成，其中重要設備如監控主機、遠動機、服務器等是雙重化配置，站控層交換機有A網和B網。站控層的每套設備同時接A網和B網。間隔層由間隔層交換機、成套的保護裝置、測控裝置以及公用二次設備（如故障錄波器）等構成。間隔層中雙重化配置的設備第一套對應A網，第二套對應B網。過程層由過程層交換機、合并單元、智能終端以及其它一次設備購成。其中合并單元、智能終端、過程層交換機也是雙重化配置，第一套對應A網，第二套對應B網。

2 智能變電站二次設備異常分析

網絡分析在智能變電站應用廣泛，它不間斷無遺漏地記錄整個變電站各層網絡的通信報文。通過對這些報文的分析可以了解變電站各類設備的工作狀態，查找各網絡通信中存在的問題。若系統發生故障，調取故障時全站的通信報文，可以重現故障時的站內各設備間網絡通信的全過程，為故障分析提供很好的依據。由于它不間斷無遺漏地記錄全站通信報文，所以記錄的數據量很龐大，而存儲空間有限，當記錄的數據容量達到設定值時，采用覆蓋歷史記錄的方式繼續記錄。因此當電網系統發生故障時，便于事后故障分析，變電站運行值班員應及時將故障前、故障過程中、故障后的記錄文件另外保存，以免被覆蓋。網絡分析儀是智能化變電站的輔助設備，它的異常、故障、死機或斷電都不影響站內其它設備的正常運行。當網絡分析儀發生異常時變電站值班員應先查明原因，設法恢復，必要時可重啟一次，若無法恢復，匯報領導派人處理。

合并單元主要功能是對互感器二次側電壓或電流采集并轉換成數字信號，通過光纖輸出給相應的保護裝置和過程層交換機。對于雙母線接線方式，PT合并單元還具備根據本間隔開關刀閘位置實現間隔電壓切換功能、根據母聯開關運行狀態實現母線電壓并列功能。合并單元異?；蚬收蠒r，相應的保護裝置電壓或電流無法正確采樣，保護會閉鎖或誤動，過程層交換機GOOSE鏈路異常，故障錄波和相應的電能計量無法正確采樣。母線PT合并單元異?；蚬收?，相應的母差復壓條件開放。合并單元異?；蚬收蠒r，應立即查明原因設法恢復，并匯報調度。若無法恢復，申請停用該裝置和相關保護。按照調度要求調整其余保護的運行方式，并通知檢修。

智能終端主要基于GOOSE服務完成該間隔內斷路器以及與其相關刀閘的操作控制和狀態監視，接收、解析保護裝置、測控裝置等智能設備發出的GOOSE信息，經由智能終端裝置解析判斷后，驅動開出觸點，實現斷路器和刀閘控制功能。通過智能終端裝置提供經光電隔離的開入觸點，實現本間隔內一次設備告警信息和其它狀態量的采集和監視，并將這些告警信息和狀態量上送給保護裝置、測控裝置或過程層交換機。智能終端信號采集回路具有防止接點抖動的能力。智能終端異?；蚬收蠒r，開關可能誤動或據動，相關聯的保護動作跳閘可能GOOSE鏈路中斷無法跳開或重合本開關，相關的測控裝置可能采集不到本間隔的遙信值，斷路器和刀閘可能無法操作。智能單元異常或故障，應立即查明原因并設法恢復，同時并匯報調度。若無法恢復，申請停用該裝置和相關保護，退出智能終端出口壓板、斷路器、刀閘遙控壓板。按照調度要求調整其余保護的運行方式，并通知檢修。兩套智能終端均停用時，此時設備上發生任何故障保護均無法出口，并可能引起失靈保護動作造成事故擴大，因此須將一次設備陪停，不能遠方操作的，應就地停運斷路器。

3 智能化變電站主要二次設備異常處理原則

為了保證電力系統運行的可靠性，故障時斷路器可靠動作，智能化變電站保護都是雙重化配置，過程層和間隔層設備都是第一套對應A網，第二套對應B網，兩套之間相互獨立。一般情況當單個二次設備發生異常時，電網仍能正常的可靠運行，此時停用相關的二次設備即可，無需一次設備陪停。由于保護雙重化配置且相互獨立，合并單元影響保護采樣、過程層交換機影響保護啟失靈功能、智能終端影響保護出口，當兩個及以上二次設備同時異?；蚬收希ɑ蛲Ｓ茫r可能會導致一次設備的兩套保護同時不能正常運行，一旦系統發生故障會事故擴大化。當兩個及以上二次設備同時異常停用或故障（或停用）時的處理原則是：當主變保護、線路保護、母線保護兩套主保護同時不完善（采樣、功能、出口任一不完善）時，停役相應一次設備。當斷路器兩套開關失靈保護同時不完善（采樣、功能、出口任一不完善）時，停役該斷路器。

4 總結

本文簡單介紹了智能變電站的系統構成;初步分析了智能化二次設備在電力系統中的作用以及智能化二次設備異常對電力系統正常運行的影響;結合江蘇省智能化變電站500kV天目湖變實際運行情況，總結了智能化變電站二次設備異常的處理原則;并以天目湖變500kV第四串為例，列舉了兩個及以上二次設備同時異?；蚬收希ㄍＳ茫r需要陪停的一次設備情況。

參考文獻：

[1] 周勇.智能化變電站的系統結構及應用[J].大眾用電，2012，12

[2] 華東電力系統調度規程[S] ，2009，12

作者簡介：

姓名：謝玉玲（1975.08--），性別：女，籍貫：江蘇省南京人，學歷：本科，畢業于北南京工程學院，現有職稱：助理工程師 ，研究方向：電力工程。