智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維防誤技術(shù)研究

[摘 要]當(dāng)前，在“智慧電網(wǎng)”的建設(shè)背景下，電力系統(tǒng)中繼電保護(hù)運(yùn)維防誤技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越受到重視。文章對(duì)智能變電站中繼電保護(hù)傳輸與維修過(guò)程中的運(yùn)維防誤技術(shù)進(jìn)行分析，并通過(guò)實(shí)際案例進(jìn)行說(shuō)明，以期為智能變電站的安全、穩(wěn)定運(yùn)行提供參考。

[關(guān)鍵詞]智能變電站；繼電保護(hù)；運(yùn)維防誤技術(shù)；應(yīng)用探究

[中圖分類號(hào)]TM63 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號(hào)]2095–6487（2024）06–0046–03

Analysis of Intelligent Substation Relay Protection Operation and Maintenance Error Prevention Technology

SUN He

[Abstract]Currently， in the context of the construction of a \"smart grid\"， the application of relay protection operation and error prevention technology in the power system is receiving increasing attention. The article analyzes the operation and maintenance error prevention technology in the transmission and maintenance process of relay protection in intelligent substations， and explains it through practical cases， in order to provide reference for the safe and stable operation of intelligent substations.

[Keywords]intelligent substation； relay protection； operation and maintenance error prevention technology； application exploration

1 智能變電站概述

智能變電站一體化程度高，實(shí)現(xiàn)了智能運(yùn)維、通信一體化，提升了電網(wǎng)整體運(yùn)行品質(zhì)與效率。對(duì)變電站進(jìn)行科學(xué)的運(yùn)維管理，是提升變電站整體效益的有效途徑，是實(shí)現(xiàn)電力企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要保證。

在智能變電站的運(yùn)行中，繼電保護(hù)工作中存在著一些隱患，具體而言：若繼電保護(hù)的GOOSE防護(hù)裝置發(fā)生漏投，保護(hù)設(shè)備就不能再對(duì)其他設(shè)備發(fā)出GOOSE信號(hào)，不能將指令傳送到保護(hù)軟壓板，從而造成故障斷聯(lián)，保護(hù)設(shè)備也有可能發(fā)生移位等故障。在防護(hù)裝置運(yùn)行過(guò)程中，若切換器內(nèi)的智能終端維護(hù)機(jī)器不能正常工作，僅在保護(hù)運(yùn)行時(shí)才能以跳閘切斷聯(lián)系，會(huì)導(dǎo)致重大安全事故。若未將防護(hù)裝置適當(dāng)?shù)刂糜跈z修盤(pán)上，則極易喪失其原來(lái)的作用，并需進(jìn)行密封作業(yè)。

這些風(fēng)險(xiǎn)隱患的存在，不僅會(huì)對(duì)智能變電站的安全運(yùn)行造成不利的影響，而且還會(huì)給整個(gè)社會(huì)帶來(lái)較大的危害。因此，技術(shù)人員需要不斷加強(qiáng)繼電保護(hù)運(yùn)維防誤技術(shù)，促進(jìn)智能變電站的穩(wěn)定。

2 智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維防誤技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 運(yùn)用主動(dòng)式綜合防誤技術(shù)

智能變電站中，主動(dòng)式綜合防誤技術(shù)可以在運(yùn)行中對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，并根據(jù)電壓、電流等信息對(duì)繼電保護(hù)裝置進(jìn)行進(jìn)一步的控制。在實(shí)現(xiàn)APF的過(guò)程中，要考慮到多種影響因素，尤其是信息傳遞問(wèn)題，必須有針對(duì)性地采用變壓器保護(hù)，線路保護(hù)等措施。

2.2 運(yùn)用硬壓板防誤技術(shù)

硬壓板僅可人工進(jìn)行，無(wú)法主動(dòng)有效地預(yù)防差錯(cuò)。若在變電站繼電保護(hù)運(yùn)維工作中發(fā)現(xiàn)了不符合要求的情況，則可采用硬壓板進(jìn)行及時(shí)處置。但在實(shí)際應(yīng)用這種方法時(shí)，維修硬壓板可能會(huì)對(duì)其他裝置造成影響，如果沒(méi)有正確地重新設(shè)置硬鍵列表，OS會(huì)被鎖住，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)造成危險(xiǎn)的意外。所以，運(yùn)維人員必須密切注意硬壓板的具體位置，一旦發(fā)生不正常的現(xiàn)象，可以采取相應(yīng)的對(duì)策，保證變電站的安全穩(wěn)定。若是出現(xiàn)風(fēng)險(xiǎn)問(wèn)題，采取相應(yīng)的防范措施，規(guī)避“鎖死”功能。該硬壓板防誤技術(shù)具有一定的防護(hù)功能，能對(duì)定位進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，并能周期性地讀出硬盤(pán)的狀況。一旦有異常跡象發(fā)生，應(yīng)馬上啟動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)機(jī)制，采用合適的矯正行動(dòng)，調(diào)整二次裝置的運(yùn)行狀況，使主裝置的運(yùn)行協(xié)調(diào)一致。在此基礎(chǔ)上，建立基于風(fēng)險(xiǎn)警報(bào)模型的人工調(diào)控方式，以便對(duì)輔機(jī)進(jìn)行更好的配置，并建立相應(yīng)的工作日志。

2.3 運(yùn)維期間運(yùn)用裝置隔離防誤技術(shù)

為防止發(fā)生事故，保證其他作業(yè)裝置的正常運(yùn)行，智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維期間必須將繼電保護(hù)裝置從整體上分離。在智能變電站中，二次回路由光纜接入代替，將所要傳遞的信息隱藏于光纖內(nèi)，實(shí)現(xiàn)了二次回路的虛擬化。在正常情況下，二次回路的軟電壓是直接輸入的，但是當(dāng)軟壓板數(shù)目較多時(shí)，繼電器的檢修工作會(huì)變得不確定，并且可能發(fā)生時(shí)序誤差等問(wèn)題。所以在實(shí)際工作中，運(yùn)維人員要對(duì)設(shè)備運(yùn)行維修的詳細(xì)情況有精確的認(rèn)知，這樣才能避免錯(cuò)誤的操作，使設(shè)備處于最佳的工作狀態(tài)。

2.4 就地操作調(diào)試中運(yùn)用防誤技術(shù)

就地防誤技術(shù)旨在使運(yùn)維人員工作簡(jiǎn)單化，防止誤發(fā)控制指令。在全面分析各種防誤因子時(shí)，防誤技術(shù)措施可劃分為3個(gè)層次：①在設(shè)備使用期間，操作者與運(yùn)維人員要根據(jù)有關(guān)規(guī)范對(duì)影響因子進(jìn)行運(yùn)用，并對(duì)能夠改善使用效能的各種因素進(jìn)行全面的分析。②在實(shí)際操作過(guò)程中，有關(guān)部門(mén)應(yīng)從某一特定的現(xiàn)象出發(fā)，針對(duì)具體的狀況，采取相應(yīng)的防范措施，使各裝置間的相互配合達(dá)到最佳效果。③在生產(chǎn)過(guò)程中，操作者要對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中所用到的各種自控技巧進(jìn)行深入探討，并根據(jù)這些技巧去做相應(yīng)的工作。對(duì)于運(yùn)維期間的問(wèn)題，需要由運(yùn)維人員通過(guò)綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)發(fā)送的控制指令，使整塊LCD顯示屏亮起來(lái)，避免誤操作。同時(shí)，運(yùn)維人員也可以將相關(guān)的查詢報(bào)告發(fā)送到監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并依據(jù)錯(cuò)誤檢測(cè)準(zhǔn)則對(duì)其進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.5 建立防誤規(guī)則庫(kù)

防誤規(guī)則庫(kù)可劃分為作業(yè)防誤規(guī)則庫(kù)、主動(dòng)綜合防誤規(guī)則庫(kù)、硬拷貝防誤規(guī)則庫(kù)、軟拷貝防誤規(guī)則庫(kù)等，各種糾錯(cuò)規(guī)則庫(kù)所含的規(guī)則也各不相同。以工作防誤規(guī)則庫(kù)為例，按照作業(yè)對(duì)象的不同，將其劃分為輸入與輸出兩類，只能在符合邏輯表達(dá)式的情況下才能正常工作，否則會(huì)被禁止。另外，防誤規(guī)則庫(kù)還控制著線路、變壓器等設(shè)備的運(yùn)行，可對(duì)這些設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采集并傳送給GOOSE網(wǎng)，然后利用網(wǎng)絡(luò)對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、歸類、評(píng)價(jià)。當(dāng)發(fā)生安全隱患時(shí)，防誤規(guī)則庫(kù)會(huì)立即向用戶發(fā)送斷線指令，從而直接進(jìn)行保護(hù)。為保證電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障或其他安全隱患的情況下，必須在發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)安全隱患的基礎(chǔ)上，及時(shí)下達(dá)停電指令，降低電網(wǎng)事故對(duì)電網(wǎng)的沖擊。

3 智能變電站的繼電保護(hù)失效案例分析

3.1 事故描述

在事故發(fā)生之前，變電站A、B由XX線相連，330 kV主變與主變主變采用不完整串聯(lián)回路，兩組3322、3320及兩組主變已拆下并進(jìn)行維修。按照智能變電站的檢修規(guī)范，制訂了相關(guān)的安全防范措施。技術(shù)人員用兩套設(shè)備維護(hù)硬壓板把3320開(kāi)關(guān)合并起來(lái)，而B(niǎo)變電站XX線保護(hù)啟動(dòng)3330開(kāi)關(guān)和3331開(kāi)關(guān)。1號(hào)變電站主變保護(hù)動(dòng)作時(shí)，跳過(guò)高、中、低3個(gè)等級(jí)的斷路器，造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

3.2 檢修分析原因

故障發(fā)生后，運(yùn)維人員經(jīng)過(guò)檢查，確認(rèn)為XX線異常，A變電站由于出現(xiàn)異常，警示燈亮起，B變電站防護(hù)裝置對(duì)合并單元及設(shè)備的變動(dòng)進(jìn)行報(bào)警。技術(shù)人員對(duì)A變電站的檢修情況及對(duì)所收到的試驗(yàn)地點(diǎn)與設(shè)備的工作狀況進(jìn)行了分析，如果出現(xiàn)一致性指示，保護(hù)則有效，否則就會(huì)出現(xiàn)警報(bào)并鎖定。在對(duì)變電站進(jìn)行故障檢修時(shí)，發(fā)現(xiàn)因檢修情況不同而產(chǎn)生的保護(hù)互鎖現(xiàn)象，B變電站的操作也發(fā)生了故障，導(dǎo)致A變電站的主備保護(hù)都脫離了三通開(kāi)關(guān)，造成了更加惡劣的狀況，不利于設(shè)備的正常運(yùn)行。

由此得出，在智能變電站維修過(guò)程中，因人員序號(hào)次序不同，造成了二次安全措施的誤實(shí)施。因缺少對(duì)各類變電站中壓機(jī)組維修工作的深入分析，造成了預(yù)警信號(hào)與設(shè)備的快速響應(yīng)，且不能及時(shí)做出科學(xué)的糾偏決策，導(dǎo)致故障不斷擴(kuò)展。

3.3 智能變電站的二次保護(hù)

為了保證二次安全措施的效果，必須做好智能變電站的改造，尤其是對(duì)已建變電站進(jìn)行智能化改造時(shí)，更要重視二次回路、一次裝置在各種情況下的檢測(cè)。具體而言，在從智能化軟壓板機(jī)上撤出時(shí)，先確定其維修狀況；在拆除各門(mén)電路時(shí)，務(wù)必檢查電源是否正常，切勿直接打開(kāi)。在維修GOOSE線路時(shí)，維修之前，應(yīng)移去GOOSE的插口，并將軟板接上。運(yùn)維人員一旦發(fā)現(xiàn)SV回路，應(yīng)立即停機(jī)，即在變壓器裝置停轉(zhuǎn)、斷線后，應(yīng)盡可能快地將保護(hù)裝置輸出。在不斷電的情況下，工作人員可以迅速地將軟、硬壓板進(jìn)行拆卸清理，從而防止防誤操作影響安全警示燈，從而降低了安全防范措施的缺失。同時(shí)，針對(duì)不同種類的板，需要按照各自的特點(diǎn)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。在此基礎(chǔ)上利用大數(shù)據(jù)技術(shù)，為運(yùn)維人員構(gòu)建可信的、智能化的數(shù)據(jù)庫(kù)，以此提供信息資料的支持。技術(shù)人員要對(duì)智能變電站的各類故障操作及安全對(duì)策有較全面的認(rèn)識(shí)，減少不良行為。另外，構(gòu)建一套可靠的安全度量數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)對(duì)比運(yùn)維人員在運(yùn)行過(guò)程中所出現(xiàn)的各種錯(cuò)誤，從而能夠迅速地找到問(wèn)題所在，使變流器能夠在最短的時(shí)間內(nèi)恢復(fù)到最佳運(yùn)行狀態(tài)。

3.4 防誤措施

為降低因保護(hù)裝置鎖定引起的變壓器系統(tǒng)失效等事故，須對(duì)預(yù)防事故發(fā)生的原因進(jìn)行分析，并制訂出一套可靠的安全操作方案，以保證變壓器的安全穩(wěn)定運(yùn)行。由于壓力板的種類不同，其保護(hù)作用和智能程度也會(huì)受到影響，因此，必須按照工作狀態(tài)、信號(hào)、維修、退出來(lái)區(qū)別對(duì)待。在此基礎(chǔ)上，針對(duì)生產(chǎn)過(guò)程中存在的問(wèn)題，完善流程措施，以減少事故的發(fā)生。智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維防誤操作策略處理流程如圖1所示。

因此，當(dāng)出現(xiàn)該失效實(shí)例時(shí)，保護(hù)裝置處于不確定狀態(tài)，并啟動(dòng)故障預(yù)防策略；當(dāng)執(zhí)行默認(rèn)的“SV接收軟板泄漏”時(shí)，可以將異常板定位為“SV接收軟板”；演示壓板的工作原理，即接收來(lái)自軟壓SV的保護(hù)裝置出口；檢查設(shè)備是否處于工作狀態(tài)，并指定可以發(fā)出操作命令。執(zhí)行操作說(shuō)明，即在SV保護(hù)裝置的出口處使用柔性板，以避免功能保護(hù)鎖引起的保護(hù)故障，并擴(kuò)大事故范圍。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著我國(guó)電網(wǎng)規(guī)模的擴(kuò)大，用電總量也隨之增長(zhǎng)。在智能變電站運(yùn)行過(guò)程中，繼電保護(hù)技術(shù)的研究和應(yīng)用，將極大地促進(jìn)電力行業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也極大地影響著國(guó)內(nèi)眾多的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。只有保證了電網(wǎng)的穩(wěn)定與傳輸?shù)陌踩?，社?huì)的可持續(xù)發(fā)展才能得以實(shí)現(xiàn)。

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