智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)檢方法研究

皮江濤

摘 要：在我國一些地區(qū)，智能變電站的應(yīng)用已經(jīng)取得了重大成就。智能變電站和繼電保護(hù)系統(tǒng)在許多領(lǐng)域得到認(rèn)可和推廣，改變了傳統(tǒng)的排除單一節(jié)點(diǎn)檢測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)了智能檢測(cè)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了智能化檢測(cè)，系統(tǒng)和設(shè)備的使用已經(jīng)突破了傳統(tǒng)的簡(jiǎn)單檢測(cè)模式。根據(jù)此種模型可以研究開發(fā)新一代繼電保護(hù)在線運(yùn)檢系統(tǒng)，以更好地服務(wù)于人類的生產(chǎn)和生活，更好地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。因此，我們堅(jiān)信新一代繼電保護(hù)將在新領(lǐng)域開辟新的天地。

關(guān)鍵詞：智能變電站;繼電保護(hù);在線運(yùn)檢

1智能變電站的結(jié)構(gòu)

智能變電站作為電網(wǎng)系統(tǒng)中的核心部分，承擔(dān)著電力輸送的功能，直接關(guān)系到輸配電效率和供電質(zhì)量。當(dāng)前我國所采用的智能變電站一般結(jié)構(gòu)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(wǎng)絡(luò)和站控層網(wǎng)絡(luò)。其中站控層是整個(gè)變電站的控制中心，具有相對(duì)較高的管理能力，負(fù)責(zé)收集信息、判斷信息、實(shí)現(xiàn)電力通信功能和同步對(duì)時(shí)功能等。過程層通過利用合并單元、開關(guān)設(shè)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(shè)備，能夠?yàn)橹悄茏冸娬灸M量、獲取開關(guān)量，作用是保護(hù)變電站的設(shè)備和收集信息。在過程層和站控層之間存在間隔層，其能夠?yàn)橹悄茏冸娬痉€(wěn)定運(yùn)行起到保護(hù)作用，其中包含了安全自動(dòng)裝置、繼電保護(hù)裝置以及監(jiān)控、測(cè)儀表等二次設(shè)備，主要功能是確保一次設(shè)備正常運(yùn)行。

2智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備存在的運(yùn)行問題

2.1智能終端存在技術(shù)缺陷

雖然智能變電站存在較多的優(yōu)勢(shì)和功能，但在實(shí)際運(yùn)行過程中，其智能終端存在一定的技術(shù)缺陷。比如智能終端出現(xiàn)故障或者是合并單元發(fā)生故障問題，會(huì)導(dǎo)致整體系統(tǒng)中的多個(gè)繼電保護(hù)裝置受到嚴(yán)重影響。這是由于智能終端沒有完全的發(fā)揮故障處理的功能和作用，致使線路合并單元發(fā)生損壞，迫使繼電保護(hù)裝置從系統(tǒng)運(yùn)行體系中退出，不利于保護(hù)智能變電站的設(shè)備安全性。

2.2光纖聯(lián)系不穩(wěn)定

在智能變電站的運(yùn)行維護(hù)中，比較顯著的問題是光纖聯(lián)系不夠穩(wěn)定，一旦繼電保護(hù)裝置中的光纖聯(lián)系出現(xiàn)中斷，其裝置就會(huì)失去保護(hù)作用。而引發(fā)光纖聯(lián)系不穩(wěn)定的原因包括繼電保護(hù)裝置被硬物積壓，破壞了與智能終端之間的聯(lián)系，或者是GOOSE插件、SV插件出現(xiàn)故障等。這些部件在繼電保護(hù)裝置中需要維系性的工作狀態(tài)，一旦發(fā)生故障問題，就會(huì)對(duì)發(fā)送插件造成不利影響，致使系統(tǒng)無法發(fā)揮智能化和自動(dòng)化的保護(hù)功能。

2.3繼電保護(hù)裝置老化嚴(yán)重且更新復(fù)雜

當(dāng)前在很多智能變電站中，受到空間和環(huán)境因素的影響，其繼電保護(hù)裝置設(shè)置在室外進(jìn)行運(yùn)行管理，長時(shí)間就會(huì)出現(xiàn)老化和破損更換等問題。比較常見的現(xiàn)象是智能變電站繼電保護(hù)裝置的智能終端、合并單元和一次設(shè)備長期在室外運(yùn)行，會(huì)出現(xiàn)比較嚴(yán)重的銹蝕和積塵問題，在很大程度上造成了設(shè)備老化，影響其功能的發(fā)揮。另外一方面，對(duì)裝置進(jìn)行更新時(shí)，具有相對(duì)較大的復(fù)雜性和操作難度，更換GOOSE插件、CPU設(shè)備和SV設(shè)備，往往需要有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，還需要設(shè)備廠商的技術(shù)指導(dǎo)，其更新過程是先重新下載CID配置，然后根據(jù)研發(fā)插件廠商的指導(dǎo)和要求利用不同工具和不同下載方式，這種現(xiàn)象極大地增加了運(yùn)行維護(hù)和管理的難度。

3繼電保護(hù)在線運(yùn)檢模式

3.1在線運(yùn)檢與傳統(tǒng)運(yùn)檢的異同

（1）從本質(zhì)上來看，傳統(tǒng)的運(yùn)檢方式和在線運(yùn)運(yùn)檢方式具有相同的目的，兩種運(yùn)檢方式都是為了得到繼電器保護(hù)的狀態(tài)信息，可用于評(píng)估繼電保護(hù)的狀態(tài)并分析繼電保護(hù)中存在的問題，方便了智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。

（2）從原理角度來看，傳統(tǒng)的運(yùn)檢方式是將繼電保護(hù)系統(tǒng)當(dāng)成一個(gè)黑匣子，然后用手動(dòng)方式將數(shù)據(jù)添加到黑匣子中，給其中增加激勵(lì)來收集和評(píng)估繼電保護(hù)結(jié)構(gòu)的狀況。在線運(yùn)檢繼電保護(hù)系統(tǒng)利用線路控制的全景信息，實(shí)現(xiàn)了繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)的確定。

（3）從繼電保護(hù)狀態(tài)角度來看，傳統(tǒng)的運(yùn)檢方式和在線運(yùn)檢的方式獲得的信息略有不同。傳統(tǒng)的運(yùn)檢方式控制的特定信息無法通過在線運(yùn)檢方式實(shí)現(xiàn)，可以將其成為傳統(tǒng)運(yùn)檢方式的獨(dú)特信息，包括對(duì)外觀的檢查，回路的防腐蝕檢查，回路線路檢測(cè)和端正的控制與緊固;另外，通過傳統(tǒng)運(yùn)檢的方式或在線運(yùn)檢的方式可獲得相同的信息數(shù)據(jù)，符合運(yùn)檢模型;同時(shí)使用在線運(yùn)檢的方式也會(huì)獲得傳統(tǒng)運(yùn)檢方式不能獲取的信息，具有獨(dú)特性。

3.2基于全景信息開放的在線運(yùn)檢方法

（1）基于設(shè)備信息的在線運(yùn)檢方式。設(shè)備狀態(tài)信息包括軟件和硬件版本號(hào)、固定值、時(shí)間信息等。在全景信息開放前提下，可通過智能設(shè)備進(jìn)行連續(xù)測(cè)量和實(shí)時(shí)打開。對(duì)于在線設(shè)備狀態(tài)檢查，只需一次設(shè)備信息。信息這部分彼此相對(duì)獨(dú)立?；诖诵畔?shí)現(xiàn)在線檢查是基本思路將該信息與其自身的歷史數(shù)據(jù)或閾值進(jìn)行比較。

（2）基于運(yùn)行狀態(tài)信息的在線運(yùn)檢方式。運(yùn)行狀態(tài)信息包括交流采樣值、更改值、保護(hù)措施的結(jié)果、備份協(xié)調(diào)的主要結(jié)果等。在基于全景信息開放的假設(shè)下，這條信息可能是智能設(shè)備可實(shí)時(shí)測(cè)量并在運(yùn)行時(shí)打開。為了在線控制運(yùn)行狀態(tài)，不僅需要使用單個(gè)設(shè)備必須準(zhǔn)備的某些信息需要使用交叉間隔信息。基本思路和設(shè)備狀態(tài)的電子檢查方法相同。

（3）基于保護(hù)配置信息的在線運(yùn)檢方式。為了更好地評(píng)估每個(gè)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(gè)站管理系統(tǒng)（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(tǒng)的結(jié)構(gòu)。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(hù)處理信息，并確?？梢允褂迷诰€瀏覽。

結(jié)束語

長時(shí)間以來，智能變電站的繼電保護(hù)經(jīng)常會(huì)由于運(yùn)檢管理不善或運(yùn)維人員操作失誤等原因?qū)е伦冸娬境霈F(xiàn)故障。實(shí)際上，智能變電站屬于整個(gè)輸配電系統(tǒng)的核心部分，對(duì)于電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行相關(guān)重要。對(duì)于智能變電站管理人員而言，需要與智能變電站的運(yùn)行情況相結(jié)合，不斷改善和提高在線運(yùn)檢方法，以獲得最佳效果的繼電保護(hù)。鑒于此，對(duì)于智能變電站繼電保護(hù)在線運(yùn)檢方法的研究具有重要的研究價(jià)值和實(shí)用價(jià)值。

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