關(guān)于智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維的探討

姚季秋

（國家能源集團(tuán)東臺海上風(fēng)電有限責(zé)任公司，江蘇鹽城 224200）

0 引言

隨著我國電力系統(tǒng)的成熟完善，其朝著智能化方向發(fā)展。作為智能電網(wǎng)建設(shè)的核心構(gòu)件，我國也加快了對于變電站智能改造的進(jìn)度，通過提升變電站的整體性能來保障整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提升電力網(wǎng)絡(luò)的工作效率[1]。就傳統(tǒng)變電站來說，智能變電站增設(shè)了許多一次設(shè)備，因為其所具備的智能屬性對于相關(guān)運(yùn)維人員數(shù)量要求較少，所以需要更為科學(xué)合理的繼電保護(hù)裝置，維持一次設(shè)備的長時間運(yùn)轉(zhuǎn)[2]。相關(guān)部門與人員為了充分發(fā)揮智能變電站的應(yīng)用價值，都加大了對于繼電保護(hù)設(shè)備的研究力度。

1 智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備分析

1.1 智能變電站和繼電保護(hù)設(shè)備

智能變電站作為智能電網(wǎng)組件的核心，可以有效地完善我國的整體電力網(wǎng)絡(luò)，提升整體性能，通過相關(guān)計算機(jī)信息技術(shù)的融入，使得整體電網(wǎng)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(jié)構(gòu)

1.2 繼電保護(hù)裝置

智能型變電站離不開繼電保護(hù)裝置，將繼電保護(hù)裝置科學(xué)合理地裝配到智能變電站中才可以充分發(fā)揮其價值。配置繼電保護(hù)設(shè)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(jìn)行。

圖2 智能變電中繼電保護(hù)設(shè)備配置

在選擇繼電保護(hù)的設(shè)備時，可以根據(jù)一次繼電保護(hù)設(shè)備作為參照目標(biāo)；若繼電保護(hù)裝置的目標(biāo)是一次智能保護(hù)設(shè)備時，需要將繼電保護(hù)設(shè)備配置到過程層內(nèi)[3]；若繼電保護(hù)裝置的目標(biāo)常規(guī)設(shè)備時，必須要把繼電保護(hù)設(shè)備配置到一次控制設(shè)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(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)相對簡單，提升智能變電站運(yùn)行穩(wěn)定性，同時也更便于繼電保護(hù)系統(tǒng)后期運(yùn)維。

2 智能變電站對于繼電保護(hù)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)

2.1 繼電保護(hù)的整定

智能變電站的值班或維保人員在進(jìn)行繼電保護(hù)整定任務(wù)時，需要充分考量到整體電網(wǎng)的安全性及穩(wěn)定性，將提升速動性、靈敏性、選擇性與穩(wěn)定性作為目標(biāo)，通過將繼電保護(hù)裝置的設(shè)定值和與之相適應(yīng)的運(yùn)作方式進(jìn)行匹配。當(dāng)整個電力系統(tǒng)中所使用的運(yùn)作方式不能與繼電保護(hù)裝置的需求進(jìn)行配對，那么相關(guān)人員就必須對整定數(shù)據(jù)進(jìn)行重新驗算，考量整個智能變電站的現(xiàn)實狀況進(jìn)行優(yōu)化，剔除與運(yùn)作方式相違背的因素[4]。若是在整定階段需要進(jìn)行不同類型的保護(hù)工作，首先要確兩個保護(hù)之間可以互相作用，以此為基礎(chǔ)將設(shè)備的靈敏度與動作時間進(jìn)行配合。當(dāng)每套保護(hù)都是獨(dú)立配置時，會在很大程度上降低保護(hù)作用的價值，甚至?xí)l(fā)出一些故障的出現(xiàn)，不利于智能變電站的穩(wěn)定運(yùn)行[5]。因此在進(jìn)行繼電保護(hù)整定時，要將其進(jìn)行有效的配合設(shè)置。

2.2 異常分類

智能變電站中的繼電保護(hù)設(shè)備會出現(xiàn)的問題及對于運(yùn)行影響情況見表1。

表1 繼電保護(hù)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(hù)設(shè)備出現(xiàn)報錯時，可以對其獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，進(jìn)而對于故障進(jìn)行評判，簡單來說就是一次設(shè)備的故障或少二次系統(tǒng)的故障[6]。

多數(shù)情況下繼電保護(hù)裝置出現(xiàn)單獨(dú)的故障時，也就表示異常位置是精確的，可以借鑒相關(guān)信息，對于異常點進(jìn)行精準(zhǔn)的評定，在當(dāng)故障報錯信息數(shù)量較多，首先要將這些信息進(jìn)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(xiàn)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(jī)組配置出現(xiàn)故障，必須在最短時間內(nèi)關(guān)停機(jī)組。當(dāng)兩臺機(jī)組配置與配置之間出現(xiàn)了問題，需要在第一時間針對兩者之間和故障構(gòu)件的電纜壓板等設(shè)備進(jìn)行退出，此外還要將母線電纜作為保護(hù)裝置進(jìn)行退出操作，以保證在最短時間內(nèi)排除設(shè)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(tǒng)集成程度，其主體功能是控制各種開關(guān)裝置的跳合閘。一旦智能終端發(fā)生故障，勢必會影響整個變電站系統(tǒng)中的全部設(shè)備。所以面對這類故障，應(yīng)先把終端進(jìn)口退出到一個相應(yīng)位置，以有效規(guī)避由于這類故障而導(dǎo)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(shè)備的故障進(jìn)行排查，并在最短時間內(nèi)進(jìn)行修復(fù)。

2.3.3 交換機(jī)故障

在交換機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)問題時，相關(guān)技術(shù)員工可以借助檢測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)圖與GOOSE 網(wǎng)絡(luò)圖的數(shù)據(jù)對于交換機(jī)進(jìn)行整體的估算，進(jìn)而得出可能造成的影響程度，進(jìn)而可以準(zhǔn)確地斷定其故障的類型。整個過程層中的GOOSE 網(wǎng)間歇交換機(jī)一旦出現(xiàn)了故障，交換機(jī)很大概率會阻礙GPPSE 連接鏈路的組織，導(dǎo)致交換機(jī)連接保護(hù)設(shè)備裝置的功能損壞或失效。

3 常見的繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)維方案

3.1 實際完善合理的維護(hù)檢修方案

繼電保護(hù)裝置是維持智能化變電站的核心，通過繼電保護(hù)裝置可以提升整各個變電站的工作效率，因此需要加強(qiáng)對于繼電保護(hù)裝置的重視力度，通過制定合理完善的維保模式。相關(guān)技術(shù)人員在開展維保工作時，可以將重心放在繼電保護(hù)裝置的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)、電力線路運(yùn)作模式等多個方面，觀察其是否符合相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)。在對于繼電保護(hù)運(yùn)維方案的分析中，相關(guān)人員必須要貼合實際情況，對細(xì)節(jié)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)控，以此來提升方案的合理性與適用性。

3.2 重視線路保護(hù)

繼電保護(hù)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(hù)設(shè)備，進(jìn)而合理對各層次相同電壓的區(qū)域間隔進(jìn)行保護(hù)與監(jiān)管，通過橫向的縱聯(lián)差動莫斯，實現(xiàn)對于各條電力線路的保護(hù)。

目前常見的繼電保護(hù)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(jù)實際狀態(tài)選擇最為適用的方案，以確保繼電保護(hù)設(shè)備的價值充分發(fā)揮。

3.3 健全優(yōu)化風(fēng)險評估機(jī)制

為保證繼電保護(hù)裝置的功能，要充分認(rèn)識風(fēng)險評估的價值并加以重視。在繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行運(yùn)維前期，必須進(jìn)行合理的風(fēng)險評估工作，通過全方位的調(diào)查制定對應(yīng)的風(fēng)險對比表[7]。在結(jié)束風(fēng)險評判后，還要依據(jù)得到的相關(guān)數(shù)據(jù)，針對性地開展繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)維工作，從而有效降低故障的發(fā)生率。

3.4 智能運(yùn)維系統(tǒng)

通過智能運(yùn)維系統(tǒng)，可以有效提高繼電保護(hù)裝置的運(yùn)維質(zhì)量，保障運(yùn)維工作的順利開展。繼電保護(hù)設(shè)備的智能運(yùn)維系統(tǒng)為三層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)源作為表層，數(shù)據(jù)存儲與分析作為中層，下層則為應(yīng)用層。智能運(yùn)維系統(tǒng)的數(shù)據(jù)不僅可以通過導(dǎo)入方式，也可以采取采集的方式。將相關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，通常需要建立結(jié)構(gòu)化與非結(jié)構(gòu)化兩種數(shù)據(jù)庫。應(yīng)用層是主體功能層，選擇模塊化的設(shè)計，實現(xiàn)狀態(tài)檢測、運(yùn)維業(yè)務(wù)及輔助工具。

4 總結(jié)

綜上所述，為了確保繼電保護(hù)裝置在智能變電站的合理配置，必須進(jìn)一步加大對繼電保護(hù)設(shè)備的重視和維保力度，貼合智能變電站的運(yùn)作狀態(tài)，并借助先進(jìn)科學(xué)的措施方案來改善和提升其繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)維水準(zhǔn)，充分體現(xiàn)和挖掘出其自身的繼電保護(hù)價值。相關(guān)人員在實際工作中還要不斷優(yōu)化繼電保護(hù)裝置和設(shè)備運(yùn)維模式，以推動我國整體性智能化電網(wǎng)建設(shè)，為推動我國電力行業(yè)健康快速發(fā)展奠定基礎(chǔ)。