智能變電站繼電保護在線運檢方法研究

劉毅

摘要：隨著信息與通信技術在繼電保護系統中的應用不斷加深，基于高度信息開放背景下的在線運檢成為了提升繼電保護系統運維有效性的新模式。首先論證傳統運檢的有效性和充分性。圍繞繼電保護全面實時狀態評估和可靠有效運檢的目標，提出全景信息開放和在線運檢的需求。然后全面梳理評估繼電保護狀態所需的狀態信息集，探討狀態信息集的構成及獲取方式，提出基于不同類別狀態信息的在線運檢方法，從而構建在線運檢系統的架構，綜合利用狀態信息發現繼電保護的異常。最后，結合傳統運檢與在線運檢提出繼電保護新模式的構想。

關鍵詞：繼電保護;定檢;全景信息開放;在線運檢;狀態評估

引言

電保護有效的運維檢修是保障其安全可靠運行的基礎，現行的繼電保護傳統運檢方法存在工作量大、有停電風險以及有效性存疑等弊端。隨著智能變電站和繼電保護裝置信息開放及共享程度的提高，繼電保護系統支持連續監測關鍵的狀態信息，并支持以通信的方式輸出這些信息，利用多種自動化手段和計算機技術集中存儲、綜合分析、統一展現，利用冗余信息還能加強信息準確性，將有效提高保護的性能。

1繼電保護傳統運檢模式

1.1傳統運檢模式有效性分析

繼電保護的傳統運檢模式主要包括巡視和定檢，定檢包括部檢和全檢，繼電保護系統的第一次部檢是投入后第三年進行的，全檢是投入后第六年進行，此后每三年交替進行部檢和全檢。各項運檢項目均嚴格按照運檢指導書設定的檢查步驟進行。只要檢驗結果符合檢查標準，即可初步認為所檢驗部分功能正常;若檢驗結果不符合標準，則可以發現繼電保護各部分及其二次回路存在的缺陷。然而，定檢過程中不可避免的長時間停電、工作量繁重的檢查以及頻繁插拔接線等已經成為影響繼電保護運行可靠性的因素，傳統運檢模式亟待改進提升。

1.2傳統運檢模式充分性分析

繼電保護的部檢具體是以單一間隔內的各個保護功能為單位進行的（母線保護除外）。傳統運檢模式在部檢時：1）能反映單一間隔內加量時本間隔保護功能的好壞，但不能反映相鄰間隔加量時本間隔的保護響應情況。2）能反映單一保護元件的狀態，但不能反映不同保護元件間的響應配合情況。如主保護動作時后備保護的響應情況和動作時限的校驗，以及主后備保護的時序配合。3）通常無法檢驗出保護原理中的異常。傳統運檢全檢時能較全面地獲取繼電保護系統的各類狀態信息，其中整組傳動試驗主要從維度2的角度整體評價繼電保護的整體功能是否正常，還能通過模擬區外故障校驗本間隔保護的選擇性。綜上所述，傳統定檢模式雖然能較全面地從兩個維度評價繼電保護狀態，但在較長的時間間隔內不能校驗多保護之間是否正常配合，也不能反映保護原理本身的正確性。因此傳統運檢模式對繼電保護系統狀態的評價是不充分的。

2繼電保護在線運檢模式

2.1在線運檢模式與傳統運檢模式的異同

在線運檢是基于傳統運檢發展而來的，兩者有相同點，也有諸多不同之處。1）從本質上來說傳統運檢與在線運檢殊途同歸，兩者的本質都是為了得到評價繼電保護狀態信息集，從而可以為繼電保護的狀態評估和故障分析等提供依據。2）從原理上來說，傳統運檢把繼電保護系統看作一個黑匣子，通過人工加量的方式給這個黑匣子施加激勵，然后通過收集和測量輸出的狀態信息評價繼電保護的狀態。在線運檢則利用繼電保護系統的全景信息來實現繼電保護系統狀態的評價。3）從繼電保護狀態信息集來說，兩者得到的信息集略有不同，①指的是傳統運檢特有的信息，主要指的是無法通過在線方式實現的傳統運檢項目所得到的信息，本文稱這些項目為傳統運檢保留項目，包括外觀檢查、回路絕緣電阻檢查、寄生回路檢查和端子緊固;②指的是可以通過傳統運檢或在線運檢獲得的信息集，對應于本文表2;③指的是利用在線運檢方法新增的信息。4）從繼電保護狀態信息集的獲取方式來說，傳統運檢主要通過對繼電保護系統增加激勵而獲得響應狀態信息，在線運檢則在線獲取繼電保護上送的各類狀態信息。

2.2基于保護配置信息的在線運檢方法

智能變電站的全站配置文件（SCD文件）采用能夠描述該變電站一次系統結構、所有IED的實例配置信息和所有IED間虛端子通信關系與互連信息等。因此本文利用SCD文件中的各類信息提取出保護配置信息并實現在線運檢。1）IED設備desc信息通過解析SCD文件中各IED的desc信息可以獲知該IED的命名、設備類型等，從而獲得各間隔保護配置的情況。如：表示該IED設備為一個開關測控裝置，而且是500kV變電站第一條線路的第一個開關測控裝置，因此根據SCD文件可以獲知所有IED設備與一次系統的關聯關系。2）LN定值數據屬性通過解析保護邏輯節點LN的定值數據屬性可以間接得到保護元件的保護范圍以及保護之間的配合關系。3）IED設備信息之間的訂閱關系通過解析每個IED設備的SV和GOOSE報文訂閱關系可以描繪出IED之間的虛回路，從而可以得到大量的信息冗余關系和關聯關系。例如，根據SCD文件可以得到某一線路的保護設備和測控設備均需要接受來自該線路智能終端的開關量GOOSE報文，因此這兩個設備的開關量信息之間存在冗余關系。

3變電站繼電保護裝置故障的處理對策分析

3.1落實二次回路巡檢制度

定期的對于繼電保護裝置進行故障檢測以及維護十分重要。二次回路是由護板器、自動裝置以及繼電器組件連成的電路，通過定期的對于二次回路的工作狀態進行檢查以及維護則可以有效地保障繼電保護裝置的工作效率以及工作質量，同時也可以及時而有效地排查出繼電保護裝置故障存在的原因以及具體的故障位置。這樣就可以有效地保障繼電保護裝置持續處于正常的工作狀態。因此，嚴格落實二次回路巡檢制度是十分重要的一項保護措施。

3.2積極地采取抗干擾措施

由于繼電保護裝置本身的靈敏度很高，這就使得繼電保護裝置在正常工作狀態下容易受到移動設備的電磁波輻射的影響或者是靜電的干擾，以至于在錯誤信號的誘導之下執行保護程序，這將直接影響到電力系統運行過程中的整體質量，因此積極的采取抗干擾措施便顯得十分的必要。抗干擾措施可分為軟件抗干擾以及硬件抗干擾。其中，軟件抗干擾是指在印刻板布線設計時有意識地將強弱信號進行隔離，從而有效避免強弱信號平行狀況的出現。此外，軟件抗干擾同樣需要對于二次回路附近的電軟值進行有效的控制。硬件抗干擾措施則是通過隔離以及屏蔽電磁能量的方式，有效地避免電磁波信號以及靜電對于繼電保護裝置運行狀態所起到的干擾以及影響的發生，從而保證繼電保護器可以處于正常狀態下進行運行。

結語

本文通過分析比較傳統運檢的實現方式與本質，從全景信息的角度全面梳理評估繼電保護狀態所需的狀態信息，并探討了信息的來源、獲取方式和分類，按照分類有針對性地提出了各類在線運檢方法。

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