智能變電站繼電保護(hù)在線運檢方法研究

劉毅

摘要：隨著信息與通信技術(shù)在繼電保護(hù)系統(tǒng)中的應(yīng)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(hù)系統(tǒng)運維有效性的新模式。首先論證傳統(tǒng)運檢的有效性和充分性。圍繞繼電保護(hù)全面實時狀態(tài)評估和可靠有效運檢的目標(biāo)，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(hù)狀態(tài)所需的狀態(tài)信息集，探討狀態(tài)信息集的構(gòu)成及獲取方式，提出基于不同類別狀態(tài)信息的在線運檢方法，從而構(gòu)建在線運檢系統(tǒng)的架構(gòu)，綜合利用狀態(tài)信息發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)的異常。最后，結(jié)合傳統(tǒng)運檢與在線運檢提出繼電保護(hù)新模式的構(gòu)想。

關(guān)鍵詞：繼電保護(hù);定檢;全景信息開放;在線運檢;狀態(tài)評估

引言

電保護(hù)有效的運維檢修是保障其安全可靠運行的基礎(chǔ)，現(xiàn)行的繼電保護(hù)傳統(tǒng)運檢方法存在工作量大、有停電風(fēng)險以及有效性存疑等弊端。隨著智能變電站和繼電保護(hù)裝置信息開放及共享程度的提高，繼電保護(hù)系統(tǒng)支持連續(xù)監(jiān)測關(guān)鍵的狀態(tài)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(jī)技術(shù)集中存儲、綜合分析、統(tǒng)一展現(xiàn)，利用冗余信息還能加強(qiáng)信息準(zhǔn)確性，將有效提高保護(hù)的性能。

1繼電保護(hù)傳統(tǒng)運檢模式

1.1傳統(tǒng)運檢模式有效性分析

繼電保護(hù)的傳統(tǒng)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(hù)系統(tǒng)的第一次部檢是投入后第三年進(jìn)行的，全檢是投入后第六年進(jìn)行，此后每三年交替進(jìn)行部檢和全檢。各項運檢項目均嚴(yán)格按照運檢指導(dǎo)書設(shè)定的檢查步驟進(jìn)行。只要檢驗結(jié)果符合檢查標(biāo)準(zhǔn)，即可初步認(rèn)為所檢驗部分功能正常;若檢驗結(jié)果不符合標(biāo)準(zhǔn)，則可以發(fā)現(xiàn)繼電保護(hù)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(jīng)成為影響繼電保護(hù)運行可靠性的因素，傳統(tǒng)運檢模式亟待改進(jìn)提升。

1.2傳統(tǒng)運檢模式充分性分析

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

2繼電保護(hù)在線運檢模式

2.1在線運檢模式與傳統(tǒng)運檢模式的異同

在線運檢是基于傳統(tǒng)運檢發(fā)展而來的，兩者有相同點，也有諸多不同之處。1）從本質(zhì)上來說傳統(tǒng)運檢與在線運檢殊途同歸，兩者的本質(zhì)都是為了得到評價繼電保護(hù)狀態(tài)信息集，從而可以為繼電保護(hù)的狀態(tài)評估和故障分析等提供依據(jù)。2）從原理上來說，傳統(tǒng)運檢把繼電保護(hù)系統(tǒng)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(tài)信息評價繼電保護(hù)的狀態(tài)。在線運檢則利用繼電保護(hù)系統(tǒng)的全景信息來實現(xiàn)繼電保護(hù)系統(tǒng)狀態(tài)的評價。3）從繼電保護(hù)狀態(tài)信息集來說，兩者得到的信息集略有不同，①指的是傳統(tǒng)運檢特有的信息，主要指的是無法通過在線方式實現(xiàn)的傳統(tǒng)運檢項目所得到的信息，本文稱這些項目為傳統(tǒng)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(tǒng)運檢或在線運檢獲得的信息集，對應(yīng)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(hù)狀態(tài)信息集的獲取方式來說，傳統(tǒng)運檢主要通過對繼電保護(hù)系統(tǒng)增加激勵而獲得響應(yīng)狀態(tài)信息，在線運檢則在線獲取繼電保護(hù)上送的各類狀態(tài)信息。

2.2基于保護(hù)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(tǒng)結(jié)構(gòu)、所有IED的實例配置信息和所有IED間虛端子通信關(guān)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(hù)配置信息并實現(xiàn)在線運檢。1）IED設(shè)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(shè)備類型等，從而獲得各間隔保護(hù)配置的情況。如：表示該IED設(shè)備為一個開關(guān)測控裝置，而且是500kV變電站第一條線路的第一個開關(guān)測控裝置，因此根據(jù)SCD文件可以獲知所有IED設(shè)備與一次系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)關(guān)系。2）LN定值數(shù)據(jù)屬性通過解析保護(hù)邏輯節(jié)點LN的定值數(shù)據(jù)屬性可以間接得到保護(hù)元件的保護(hù)范圍以及保護(hù)之間的配合關(guān)系。3）IED設(shè)備信息之間的訂閱關(guān)系通過解析每個IED設(shè)備的SV和GOOSE報文訂閱關(guān)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(guān)系和關(guān)聯(lián)關(guān)系。例如，根據(jù)SCD文件可以得到某一線路的保護(hù)設(shè)備和測控設(shè)備均需要接受來自該線路智能終端的開關(guān)量GOOSE報文，因此這兩個設(shè)備的開關(guān)量信息之間存在冗余關(guān)系。

3變電站繼電保護(hù)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(hù)裝置進(jìn)行故障檢測以及維護(hù)十分重要。二次回路是由護(hù)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(tài)進(jìn)行檢查以及維護(hù)則可以有效地保障繼電保護(hù)裝置的工作效率以及工作質(zhì)量，同時也可以及時而有效地排查出繼電保護(hù)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(hù)裝置持續(xù)處于正常的工作狀態(tài)。因此，嚴(yán)格落實二次回路巡檢制度是十分重要的一項保護(hù)措施。

3.2積極地采取抗干擾措施

由于繼電保護(hù)裝置本身的靈敏度很高，這就使得繼電保護(hù)裝置在正常工作狀態(tài)下容易受到移動設(shè)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(dǎo)之下執(zhí)行保護(hù)程序，這將直接影響到電力系統(tǒng)運行過程中的整體質(zhì)量，因此積極的采取抗干擾措施便顯得十分的必要?？垢蓴_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(shè)計時有意識地將強(qiáng)弱信號進(jìn)行隔離，從而有效避免強(qiáng)弱信號平行狀況的出現(xiàn)。此外，軟件抗干擾同樣需要對于二次回路附近的電軟值進(jìn)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(hù)裝置運行狀態(tài)所起到的干擾以及影響的發(fā)生，從而保證繼電保護(hù)器可以處于正常狀態(tài)下進(jìn)行運行。

結(jié)語

本文通過分析比較傳統(tǒng)運檢的實現(xiàn)方式與本質(zhì)，從全景信息的角度全面梳理評估繼電保護(hù)狀態(tài)所需的狀態(tài)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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