变电站继电保护典型缺陷的处理及分析

摘 要：随着变电站的继电保护越来越智能化，为了最大限度的防止变电站继电保护缺陷现象发生，当前最好的办法就是首检过程中遇到的主变后备保护正确动作，但是开关拒动的缺陷着手开始寻找产生这些缺陷的原因以及处理方法。本文将会结合南方某运维站变电站为实际案例，具体阐述主变压器保护配置的典型缺陷加以分析，通过自身多年的实际工作经验提出一些相关建议，希望能够得到一些借鉴和参考。

关键词：变电站；典型缺陷；继电保护

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.21.144

1 变电站继电保护的具体特点

归纳的说，变电站继电保护的特点主要包括如下几项。

1.1 GOOSE报文传输机制

经过观察发现，变电站GOOSE通信技术就目前而言在IEC.61850通信规约中能够以最快速度通信报文传送至目的地，通过这种方式来对相应信息加以闭锁和监测，以及保护跳闸等快速传输变电站事件。通过以往大量的实践结果表明，在使用GOOSE报文通过数据帧的形式进行传播的前提下每帧报文包含应用标识、允许生存时间等关键信息。需要特别提醒的是，GOOSE报文以五秒间隔进行传输（在稳态状态下），当事件发生变化时，报文以2ms间隔重传两次，之后以4ms与6ms间隔传输两次后就会在瞬间恢复正常状态。当GOOSE报文的接收方在TAL不高于4T参数时间内无法接受到报文的情况下，通常会发生断链告警现象。

1.2 继电保护如何实现

事实表明，当前在市面上所使用变电站的继电保护装置与传统变电站在通信方式上都有很大的不同。为什么会这么说呢？因为变电站的保护装置绝大多数是通过光纤通信的，归纳的说，就是在原有三层结构基础之上搭建过程层以及站控层网络，保护装置之间不仅仅可以通过光纤连接（点对点），与此同时还可以通过交换机组网连接。需要值得注意的是，点对点连接虽然说稳定性比较高但是输出数据量比较有限，在这种情况下最好的方式就是通过组网连接方式实现大量数据的信息共享。就目前而言，变电站的报文的传输方式主要有两种：第一种是建立在发布者订阅者基础上的组播传播方式，指的是GOOSE报文与SV报文。其中使用SV报文的目的在于能够快速准确的传输模拟量，使用GOOSE报文的目的是可以使传输测控装置遥控命令最大限度的准确无误，保护装置跳合闸命令，最终实现一次设备通信信号及时传输至指定地点。

2 原因分析

下面以太仓运维站为例加以分析，如下图（图1）所示。

通过反复的实践证明，在保护开出传动试验过程中听到GOOSE跳闸声音并且能够立即接收到相应信息（自发状态下），在检查终端过程中发现以下三种现象。第一、在主变保护上开出模拟信号，终端的相应位置并未接收到跳闸命令，开关依然处于闭合状态。第二、拔掉差动跳低2分支直跳光纤，终端报网络不正常。第三、拔掉低2分后备跳低2分支直跳光纤，终端没有报网络异常。除此之外，GOOSE接收配置没有绑定任何一个光口，也就是跳低2分支直跳光口没有做任何使能，这样一来我们就找到了保护无法跳闸的原因。查出问题的症结所在之后，经过调查发现厂家技术人员在广丰变现场对低2分支终端消缺过程中出现了失误，因为该工作人员勾掉此光口。另外，由于进行保护开出传动试验过程中GOOSE能够自动的发送和接受信息，这是由于它处于跳闸状态，从这个层面上来看低2后备保护装置处于正常状态，光功率满足相关要求。检查终端发现在主变低2保护上模拟开出，终端并未接收到跳闸命令，开关没有跳开，这就说明终端和低2后备的GOOSE通讯出现了一些故障，并且是终端接收GOOSE不成功，具体如下图（图2）所示。

此时终端显示正常，表明保护和终端之间没有通过虚端子连接在一起，这样就会导致SCD文件配置不正确。拔掉差动跳低2分支GOOSE直跳光纤，终端报网络显示不正常，说明差动保护和终端通讯处于正常状态，虚端子连接没有任何问题。这种情况下，相关工作人员需要做的就是仔细检查终端GOOSE接收配置，进而逐个消除故障。除了这些问题外，还存在以下两种问题。第一、采用光纤通信技术较为频繁的时候，站内保护装置的运行会受到光纤链路一定程度的影响（具体情况需要具体分析）。主要表现在过程层设备绝大多数时候处于站内一次设备区位置，运行环境比较恶劣。其次是由于光纤本身质地相对比较容易发生折损，一旦出现这种情况极易造成通道衰损，这样一来或多或少的必然会降低传输功率。第二、对交换机的依赖程度比较大，制约了报文传输质量。一般地说，GOOSE组网传输数据流量还比较小，有些时候为了最大限度的发挥光纤通信优势，采用SV组网，相比较而言采用这种方式每秒传输的数据量相对就会比较大，对交换机的数据处理能力要求更高。目前以太网交换机在变电站长期运行稳定性有待进一步提高，过程层网络星型连接方式的交换机网络冗余性比较差，交换机的运行维护措施也较为简单。第三、对交换机的依赖程度比较大，制约了报文传输质量。

3 处理变电站继电保护典型缺陷的方式

随着新技术和新设备的不断涌现，不仅提升了变电站继电保护性能，同时也带来了一些新的问题，目前最好的方式就是采用SCD文件关键技术。它记录了与变电站安全稳定运行相关的大数据，为更深层找到缺陷原因提供了便利，同时指出了如何从根本上杜绝此类事件的发生。总的来说，就是通过变电站配置描述语言建立分层信息模型，描述模型中的逻辑节点（用LN表示）、数据属性（用DA表示）以及相应数据（用DO表示），通过这种方式实现设备的配置信息的实时互联互通。事实证明，SCD文件配置是否正确，直接影响机电保护功能的正确性，是实现机电保护功能的重要前提。另外，就是采用GOOSE网跳的方式，它不需要配置物理首发端口，简单安全可靠。虽然说报文传输时间相对比较长，但是能够完全满足工程的实际需求。

4 总结语

综上所述，变电站继电保护相对传统已经发生了很大的变化，大大减少了二次電缆的使用，但是同时也导致了二次回路不易察觉，为了更好的维护SCD文件不会遭受任何损耗（包括内部或者外部的各项因素），相关工作人员首先需要做的就是对SCD文件描述的信息深刻理解，掌握SCD内部的虚拟二次回路是如何实现的各种方式，通过这种方式制定出保障SCD文件的正确措施并且监督落地执行，从而总结出变电站检修的安全措施，保障变电站的正常运转。

参考文献：

[1]翟相鹏，吴晓蕾.智能变电站继电保护典型缺陷分析[J].河北电力技术，2014.

[2]董烨，李兵，李永斌.330kV变电站继电保护典型配置[J].机电信息，2016.

作者简介：邱钧兰（1977-），女，江西崇义人，本科，工程师，主要研究方向：电力系统继电保护及自动化。endprint