智能變電站繼電保護在線運檢方法研究

皮江濤

摘 要：在我國一些地區，智能變電站的應用已經取得了重大成就。智能變電站和繼電保護系統在許多領域得到認可和推廣，改變了傳統的排除單一節點檢測方式，實現了智能檢測，同時實現了智能化檢測，系統和設備的使用已經突破了傳統的簡單檢測模式。根據此種模型可以研究開發新一代繼電保護在線運檢系統，以更好地服務于人類的生產和生活，更好地促進經濟發展。因此，我們堅信新一代繼電保護將在新領域開辟新的天地。

關鍵詞：智能變電站;繼電保護;在線運檢

1智能變電站的結構

智能變電站作為電網系統中的核心部分，承擔著電力輸送的功能，直接關系到輸配電效率和供電質量。當前我國所采用的智能變電站一般結構為三層雙柵形式，其中三層是指站控制層、過程層以及間隔層，雙柵則是指過程層網絡和站控層網絡。其中站控層是整個變電站的控制中心，具有相對較高的管理能力，負責收集信息、判斷信息、實現電力通信功能和同步對時功能等。過程層通過利用合并單元、開關設備以及電流互感器和智能終端等，基于電壓互感器和斷路器等設備，能夠為智能變電站模擬量、獲取開關量，作用是保護變電站的設備和收集信息。在過程層和站控層之間存在間隔層，其能夠為智能變電站穩定運行起到保護作用，其中包含了安全自動裝置、繼電保護裝置以及監控、測儀表等二次設備，主要功能是確保一次設備正常運行。

2智能變電站繼電保護設備存在的運行問題

2.1智能終端存在技術缺陷

雖然智能變電站存在較多的優勢和功能，但在實際運行過程中，其智能終端存在一定的技術缺陷。比如智能終端出現故障或者是合并單元發生故障問題，會導致整體系統中的多個繼電保護裝置受到嚴重影響。這是由于智能終端沒有完全的發揮故障處理的功能和作用，致使線路合并單元發生損壞，迫使繼電保護裝置從系統運行體系中退出，不利于保護智能變電站的設備安全性。

2.2光纖聯系不穩定

在智能變電站的運行維護中，比較顯著的問題是光纖聯系不夠穩定，一旦繼電保護裝置中的光纖聯系出現中斷，其裝置就會失去保護作用。而引發光纖聯系不穩定的原因包括繼電保護裝置被硬物積壓，破壞了與智能終端之間的聯系，或者是GOOSE插件、SV插件出現故障等。這些部件在繼電保護裝置中需要維系性的工作狀態，一旦發生故障問題，就會對發送插件造成不利影響，致使系統無法發揮智能化和自動化的保護功能。

2.3繼電保護裝置老化嚴重且更新復雜

當前在很多智能變電站中，受到空間和環境因素的影響，其繼電保護裝置設置在室外進行運行管理，長時間就會出現老化和破損更換等問題。比較常見的現象是智能變電站繼電保護裝置的智能終端、合并單元和一次設備長期在室外運行，會出現比較嚴重的銹蝕和積塵問題，在很大程度上造成了設備老化，影響其功能的發揮。另外一方面，對裝置進行更新時，具有相對較大的復雜性和操作難度，更換GOOSE插件、CPU設備和SV設備，往往需要有豐富的操作經驗，還需要設備廠商的技術指導，其更新過程是先重新下載CID配置，然后根據研發插件廠商的指導和要求利用不同工具和不同下載方式，這種現象極大地增加了運行維護和管理的難度。

3繼電保護在線運檢模式

3.1在線運檢與傳統運檢的異同

（1）從本質上來看，傳統的運檢方式和在線運運檢方式具有相同的目的，兩種運檢方式都是為了得到繼電器保護的狀態信息，可用于評估繼電保護的狀態并分析繼電保護中存在的問題，方便了智能變電站的穩定運行。

（2）從原理角度來看，傳統的運檢方式是將繼電保護系統當成一個黑匣子，然后用手動方式將數據添加到黑匣子中，給其中增加激勵來收集和評估繼電保護結構的狀況。在線運檢繼電保護系統利用線路控制的全景信息，實現了繼電保護系統狀態的確定。

（3）從繼電保護狀態角度來看，傳統的運檢方式和在線運檢的方式獲得的信息略有不同。傳統的運檢方式控制的特定信息無法通過在線運檢方式實現，可以將其成為傳統運檢方式的獨特信息，包括對外觀的檢查，回路的防腐蝕檢查，回路線路檢測和端正的控制與緊固;另外，通過傳統運檢的方式或在線運檢的方式可獲得相同的信息數據，符合運檢模型;同時使用在線運檢的方式也會獲得傳統運檢方式不能獲取的信息，具有獨特性。

3.2基于全景信息開放的在線運檢方法

（1）基于設備信息的在線運檢方式。設備狀態信息包括軟件和硬件版本號、固定值、時間信息等。在全景信息開放前提下，可通過智能設備進行連續測量和實時打開。對于在線設備狀態檢查，只需一次設備信息。信息這部分彼此相對獨立。基于此信息實現在線檢查是基本思路將該信息與其自身的歷史數據或閾值進行比較。

（2）基于運行狀態信息的在線運檢方式。運行狀態信息包括交流采樣值、更改值、保護措施的結果、備份協調的主要結果等。在基于全景信息開放的假設下，這條信息可能是智能設備可實時測量并在運行時打開。為了在線控制運行狀態，不僅需要使用單個設備必須準備的某些信息需要使用交叉間隔信息。基本思路和設備狀態的電子檢查方法相同。

（3）基于保護配置信息的在線運檢方式。為了更好地評估每個繼電器的安全性，需要將其打開放置在合適的安全信息。智能變電站的整個站管理系統（SCD文件）使用能源可以確定變電站和所有IED的處理的主要系統的結構。建立到虛擬終端的信息和通信鏈接以及所有IED的連接等待。因此，本文使用SCD文件中的不同類型的信息來提取保護處理信息，并確保可以使用在線瀏覽。

結束語

長時間以來，智能變電站的繼電保護經常會由于運檢管理不善或運維人員操作失誤等原因導致變電站出現故障。實際上，智能變電站屬于整個輸配電系統的核心部分，對于電網的穩定運行相關重要。對于智能變電站管理人員而言，需要與智能變電站的運行情況相結合，不斷改善和提高在線運檢方法，以獲得最佳效果的繼電保護。鑒于此，對于智能變電站繼電保護在線運檢方法的研究具有重要的研究價值和實用價值。

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（湖北省黃石供電公司，湖北 黃石 435100）