智能变电站继电保护的运行和维护技术探析

王立权

摘要：当前，智能变电站获得高速发展，而创新电网逐渐发展出了智能变电站，继电保护技术将获得全新的发展机会，但也将迎接大量的挑战。继电保护装置的安全性与速动性会对智能变电站的运行水平产生直接影响。对此，本文首先介绍了智能变电站继电保护技术相关理论进行了阐述，然后对智能变电站继电保护运行维护技术进行了研究。

关键词：智能变电站；继电保护：运行；维护技术

引言

智能电网的发展亟待促进了我国继电保护技术发展，使其获得了一个全新的发展阶段，智能变电站全面革新了电网发展理念，因而在继电保护的原理、维护与运行等方面取得了全新的发展思路。继电保护在智能变电站中需要满足较高条件的安全性、可靠性与速动性。所以，亟待对智能变电站继电保护的运行与维护技术进一步展开研究，进而促进我国电网建设的快速发展。

1智能变电站概述

目前，智能变电站在电网系统中占据着至关重要的地位，而继电保护系统能对电网运行环境进行优化，所以，亟待进一步研究继电保护系统。智能变电站的结构由以下几个部分组成：第一，过程层。其主要包括各类电子式电流互感器、电压互感器、智能断路器与开关设备、合并单元与智能终端，其目的在于全站保护设备的信息采集，同时合并单元处理之后形成全数字信号上送过程层网络。第二，站控层。站控层是智能变电站最抽象和最高级别的管理层，也是智能变电站的控制中枢，通过电力通信、系统对时、站域控制等功能，实现全站保护和控制设备的状态采集和信息交换，对采集到的保护信息进行逻辑判断，并输出相应的跳闸、闭锁等控制逻辑。第三，间隔层。间隔层是过程层和站控层之间的过渡层，主要是指各类二次设备，包括继电保护装置、安全自动装置、各类监控和测量仪表等，对智能变电站中继电保护的运行和维护技术的研究，就是在间隔层展开。

2智能变电站继电保护技术分析

2.1继电保护中的变压器保护部分

在智能变电站中，过程层中包含了变压器保护。继电保护在智能变电站变压器中的配置是以分布式的形式，能达到差动保护的目的。而针对变压器继电保护后备设备可选择集中式进行安装，后备设备的作用即为提升变压器的安全性能。在继电保护中，变压器工作与非电量保护模块具有很大关联，该模块的安装形式为独立安装，设备连接方式为电缆形式，通过电缆，能够将断路器连接到变压器，如果变压器安全性较低，则非电量保护模块就能够立即发出跳闸指令，对变压器起到保护作用。

2.2继电保护中的线路保护部分

现如今，线路继电保护已经不需要连接至GOOSE网上，而是直接接入智能变电站中，直接监督智能变电站运行，这样不仅能够有效缩短继电保护所需时间，而且还能够有效提高继电保护设备應用效率。测控装置在智能变电站中主要是为了检测智能变电站的运行状态，在安装测控设备时必须设置一定的间隔，其检测原理即为把检测信息传递到GOOSE网络上，接着利用GOOSE网连接继电保护设备，利用模块单元感应数据信息，接着再提供保护性指令。在进行检测时，若智能变电站终端存在一定的风险，继电保护设备将会产生跳闸信号保护终端。

2.3继电保护中的母联保护部分

在智能变电站中，母联具有分段保护特性，其继电保护的结构形式比较简单，根据母联分段要求，可以将保护连入智能变电站中。值得注意的是，对于不同的母联系统，可以采用不同的采样和跳闸工作，这样有利于继电保护设备更好的发挥保护作用。在母联继电保护中，GOOSE网处于独立运行状态，通过跨间传输，可以对母联系统起到很好的保护作用。现阶段，继电保护设备的配置可以达到很好的测控和保护作用，能够有效避免母联保护失效。

3智能变电站运行维护技术

3.1正常运行时

3.1.1继电保护装置的维护

（1）专业巡视目标和调整周期。目前，智能变电站具有全面监控二次系统的作用，先进的设各自检系统能对设备的运行情况进行实时监测，及时将设备存在的不足与运行故障找出来。对此，在日常巡视工作中的主要责任为维护变电设备，重点对设备及信息通讯系统的运行情况进行监测。在应用自检系统的基础上，能大大减少专业巡视的次数和巡视工作量，同时进一步提高智能变电站的运行效率，有效降低运行成本。（2）重视运行参数和设备信息的备份工作。对于目前的智能变电站中，应用了大量的电子设备与信息通讯设备，并且因为存在自检系统，能充分保证运行变电站日常运行过程的安全稳定，在运行过程中能保存大量的运行数据与设备信息，将这部分数据与信息的备份工作落实到位。（3）必须强化检修与维护通讯光线工作。为实现畅通的智能变电站通讯，现阶段应用了大量的电子设备与网络通讯装置，光纤逐渐代替了二次电缆。所以，在目前智能变电站日常运行中，要有效开展检修与维护通讯光纤工作。

3.1.2网络交换机和报文分析仪

（1）首先，必须重视IEC61850的一致性测试，检查网络交换机以及相关通信设备是否符合IEC61850要求的一致性，是否符合相关技术标准及技术要求，网络交换机的型号、配置及参数也必须保证与要求相符。其次，定期检查网络交换机的以太网端口设置、速率、镜像功能是否正常，确保网络交换机内部的生成树协议，VLAN设置、网络流量与设计要求一致，实时监测网络交换机的冗余度、传输延时等运行性能，确保网络交换机的各方面性能能够满足设备运行要求。（2）必须重视报文分析仪的检修与维护工作。报文分析仪是对通信系统中传输的网络报文进行完全记录的重要设备，当智能变电站设备运行时出现网络故障，即可通过报文分析仪进行检测与查询，主要起到第三方保护记录、报文监视的作用。另外，还能够监视通信系统网络数据及运行状态。

3.1.3智能变电站监控系统

（1）智能变电站采用了全站统一的SCD配置文件，因此变电站监控系统维护人员应重点检查全站的SCD配置文件集成是否正确，各个设备的MMS数据集配置是否符合运行要求，以及站控层的GOOSE闭锁逻辑是否正确，在检查完毕后还应对相关数据一一验证，保证监控系统的正常、稳定运行。（2）智能变电站监控系统在对程序化操作功能的检查中，必须要求变电站所有设备满足单间隔、多间隔、保护功能投退等程序化操作的要求，以提高监控系统的稳定性。

3.2异常情况时

3.2.1间隔合并单元故障

针对目前智能变电站的运行状态，产生频率最高的即为合并单元，必须在检修和维护设备时给予高度重视，深入研究合并单元故障形成的根源。在产生合并单元故障时，对于单套配置的间隔，必须申请把对应的间隔单元开关退出运行。而针对双套配置间隔，必须使用本间隔和故障合并单元对应的保护出口压板退出，并且要退出故障合并单元对应的母线保护装置。

3.2.2智能终端故障

在智能变电站中，智能终端主要负责开关设备的跳合闸，如果智能终端有故障产生，则会极大影响运行设备的跳合闸。在智能终端产生故障时，要及时退出智能终端的出口压板，防止在出现故障时智能终端存在不跳闸的现象，接着要查清楚智能终端产生故障的原因，并及时排除故障。

3.2.3交换机故障

当交换机故障发生时，需要根据相关资料来对故障给网络造成的影响进行分析，然后再对故障交换机的类型进行判断，一旦过程层GOOSE网间隔交换机出现故障时，则会对本间隔交换机的GOOSE链路带来影响，从而导致故障交换机所连接的保护失去作用。

结语

智能变电站的继电保护形态和运行模式产生了极大改变，正常运行和异常情况的运行维护技术要有针对性研究。在智能变电站正常运行过程中，要加强维护继电保护装置、交换机与报文分析仪及变电站监控系统的运行动态进行随时跟踪了解；对于异常情况而言，主要是检修和维护间隔合并单元障碍、智能终端故障、交换机故障及过程层GOOSE网公用交换机故障，及时发现设备故障，确保智能变电站运行的稳定性与安全性。