關于智能變電站繼電保護設備運維的探討

姚季秋

（國家能源集團東臺海上風電有限責任公司，江蘇鹽城 224200）

0 引言

隨著我國電力系統的成熟完善，其朝著智能化方向發展。作為智能電網建設的核心構件，我國也加快了對于變電站智能改造的進度，通過提升變電站的整體性能來保障整個電力系統的穩定性，提升電力網絡的工作效率[1]。就傳統變電站來說，智能變電站增設了許多一次設備，因為其所具備的智能屬性對于相關運維人員數量要求較少，所以需要更為科學合理的繼電保護裝置，維持一次設備的長時間運轉[2]。相關部門與人員為了充分發揮智能變電站的應用價值，都加大了對于繼電保護設備的研究力度。

1 智能變電站繼電保護設備分析

1.1 智能變電站和繼電保護設備

智能變電站作為智能電網組件的核心，可以有效地完善我國的整體電力網絡，提升整體性能，通過相關計算機信息技術的融入，使得整體電網具備智能屬性。具體配置可以參考圖1。

圖1 智能型變電站結構

1.2 繼電保護裝置

智能型變電站離不開繼電保護裝置，將繼電保護裝置科學合理地裝配到智能變電站中才可以充分發揮其價值。配置繼電保護設備時，要貼合智能變電站的真實情況，具體配置可以依照圖2 進行。

圖2 智能變電中繼電保護設備配置

在選擇繼電保護的設備時，可以根據一次繼電保護設備作為參照目標；若繼電保護裝置的目標是一次智能保護設備時，需要將繼電保護設備配置到過程層內[3]；若繼電保護裝置的目標常規設備時，必須要把繼電保護設備配置到一次控制設備相鄰的的一個控制柜之中。利用這類配置方案，可以使繼電保護系統結構相對簡單，提升智能變電站運行穩定性，同時也更便于繼電保護系統后期運維。

2 智能變電站對于繼電保護設備的維護保養

2.1 繼電保護的整定

智能變電站的值班或維保人員在進行繼電保護整定任務時，需要充分考量到整體電網的安全性及穩定性，將提升速動性、靈敏性、選擇性與穩定性作為目標，通過將繼電保護裝置的設定值和與之相適應的運作方式進行匹配。當整個電力系統中所使用的運作方式不能與繼電保護裝置的需求進行配對，那么相關人員就必須對整定數據進行重新驗算，考量整個智能變電站的現實狀況進行優化，剔除與運作方式相違背的因素[4]。若是在整定階段需要進行不同類型的保護工作，首先要確兩個保護之間可以互相作用，以此為基礎將設備的靈敏度與動作時間進行配合。當每套保護都是獨立配置時，會在很大程度上降低保護作用的價值，甚至會引發出一些故障的出現，不利于智能變電站的穩定運行[5]。因此在進行繼電保護整定時，要將其進行有效的配合設置。

2.2 異常分類

智能變電站中的繼電保護設備會出現的問題及對于運行影響情況見表1。

表1 繼電保護異常情況

2.3 常見異常解決措施

在智能變電站中的繼電保護設備出現報錯時，可以對其獲取的數據進行分析，進而對于故障進行評判，簡單來說就是一次設備的故障或少二次系統的故障[6]。

多數情況下繼電保護裝置出現單獨的故障時，也就表示異常位置是精確的，可以借鑒相關信息，對于異常點進行精準的評定，在當故障報錯信息數量較多，首先要將這些信息進行深入的分析，通過逐一排查來確定故障范圍。下面介紹3 個常見的排查案例。

2.3.1 合并單元故障

合并單元作為整個變電站中出現故障頻率最多的因素，必須要加大對其的重視程度。如果是單臺機組配置出現故障，必須在最短時間內關停機組。當兩臺機組配置與配置之間出現了問題，需要在第一時間針對兩者之間和故障構件的電纜壓板等設備進行退出，此外還要將母線電纜作為保護裝置進行退出操作，以保證在最短時間內排除設備故障。

2.3.2 智能終端故障

目前我國智能變電站所安裝的移動終端通常是鑲嵌式的，這樣可以有效降低資源損耗，提升系統集成程度，其主體功能是控制各種開關裝置的跳合閘。一旦智能終端發生故障，勢必會影響整個變電站系統中的全部設備。所以面對這類故障，應先把終端進口退出到一個相應位置，以有效規避由于這類故障而導致的終端卡死或暫停。因此，可以借助這種方法對智能終端設備的故障進行排查，并在最短時間內進行修復。

2.3.3 交換機故障

在交換機系統出現問題時，相關技術員工可以借助檢測系統的網絡圖與GOOSE 網絡圖的數據對于交換機進行整體的估算，進而得出可能造成的影響程度，進而可以準確地斷定其故障的類型。整個過程層中的GOOSE 網間歇交換機一旦出現了故障，交換機很大概率會阻礙GPPSE 連接鏈路的組織，導致交換機連接保護設備裝置的功能損壞或失效。

3 常見的繼電保護設備運維方案

3.1 實際完善合理的維護檢修方案

繼電保護裝置是維持智能化變電站的核心，通過繼電保護裝置可以提升整各個變電站的工作效率，因此需要加強對于繼電保護裝置的重視力度，通過制定合理完善的維保模式。相關技術人員在開展維保工作時，可以將重心放在繼電保護裝置的運轉狀態、電力線路運作模式等多個方面，觀察其是否符合相應標準。在對于繼電保護運維方案的分析中，相關人員必須要貼合實際情況，對細節進行優化調控，以此來提升方案的合理性與適用性。

3.2 重視線路保護

繼電保護裝置在智能化變電站中是不可以被替代的，利用這些繼電保護設備，進而合理對各層次相同電壓的區域間隔進行保護與監管，通過橫向的縱聯差動莫斯，實現對于各條電力線路的保護。

目前常見的繼電保護解決方案主要有兩種，分別采用的是集中式與后備式，必須根據實際狀態選擇最為適用的方案，以確保繼電保護設備的價值充分發揮。

3.3 健全優化風險評估機制

為保證繼電保護裝置的功能，要充分認識風險評估的價值并加以重視。在繼電保護設備進行運維前期，必須進行合理的風險評估工作，通過全方位的調查制定對應的風險對比表[7]。在結束風險評判后，還要依據得到的相關數據，針對性地開展繼電保護設備的運維工作，從而有效降低故障的發生率。

3.4 智能運維系統

通過智能運維系統，可以有效提高繼電保護裝置的運維質量，保障運維工作的順利開展。繼電保護設備的智能運維系統為三層系統結構：數據源作為表層，數據存儲與分析作為中層，下層則為應用層。智能運維系統的數據不僅可以通過導入方式，也可以采取采集的方式。將相關數據庫進行數據存儲，通常需要建立結構化與非結構化兩種數據庫。應用層是主體功能層，選擇模塊化的設計，實現狀態檢測、運維業務及輔助工具。

4 總結

綜上所述，為了確保繼電保護裝置在智能變電站的合理配置，必須進一步加大對繼電保護設備的重視和維保力度，貼合智能變電站的運作狀態，并借助先進科學的措施方案來改善和提升其繼電保護設備的運維水準，充分體現和挖掘出其自身的繼電保護價值。相關人員在實際工作中還要不斷優化繼電保護裝置和設備運維模式，以推動我國整體性智能化電網建設，為推動我國電力行業健康快速發展奠定基礎。