智能变电站继电保护在线运检方法研究
2020-12-09刘毅
刘毅
摘要：随着信息与通信技术在继电保护系统中的应用不断加深，基于高度信息开放背景下的在线运检成为了提升继电保护系统运维有效性的新模式。首先论证传统运检的有效性和充分性。围绕继电保护全面实时状态评估和可靠有效运检的目标，提出全景信息开放和在线运检的需求。然后全面梳理评估继电保护状态所需的状态信息集，探讨状态信息集的构成及获取方式，提出基于不同类别状态信息的在线运检方法，从而构建在线运检系统的架构，综合利用状态信息发现继电保护的异常。最后，结合传统运检与在线运检提出继电保护新模式的构想。
关键词：继电保护;定检;全景信息开放;在线运检;状态评估
引言
电保护有效的运维检修是保障其安全可靠运行的基础，现行的继电保护传统运检方法存在工作量大、有停电风险以及有效性存疑等弊端。随着智能变电站和继电保护装置信息开放及共享程度的提高，继电保护系统支持连续监测关键的状态信息，并支持以通信的方式输出这些信息，利用多种自动化手段和计算机技术集中存储、综合分析、统一展现，利用冗余信息还能加强信息准确性，将有效提高保护的性能。
1继电保护传统运检模式
1.1传统运检模式有效性分析
继电保护的传统运检模式主要包括巡视和定检，定检包括部检和全检，继电保护系统的第一次部检是投入后第三年进行的，全检是投入后第六年进行，此后每三年交替进行部检和全检。各项运检项目均严格按照运检指导书设定的检查步骤进行。只要检验结果符合检查标准，即可初步认为所检验部分功能正常;若检验结果不符合标准，则可以发现继电保护各部分及其二次回路存在的缺陷。然而，定检过程中不可避免的长时间停电、工作量繁重的检查以及频繁插拔接线等已经成为影响继电保护运行可靠性的因素，传统运检模式亟待改进提升。
1.2传统运检模式充分性分析
继电保护的部检具体是以单一间隔内的各个保护功能为单位进行的（母线保护除外）。传统运检模式在部检时：1）能反映单一间隔内加量时本间隔保护功能的好坏，但不能反映相邻间隔加量时本间隔的保护响应情况。2）能反映单一保护元件的状态，但不能反映不同保护元件间的响应配合情况。如主保护动作时后备保护的响应情况和动作时限的校验，以及主后备保护的时序配合。3）通常无法检验出保护原理中的异常。传统运检全检时能较全面地获取继电保护系统的各类状态信息，其中整组传动试验主要从维度2的角度整体评价继电保护的整体功能是否正常，还能通过模拟区外故障校验本间隔保护的选择性。综上所述，传统定检模式虽然能较全面地从两个维度评价继电保护状态，但在较长的时间间隔内不能校验多保护之间是否正常配合，也不能反映保护原理本身的正确性。因此传统运检模式对继电保护系统状态的评价是不充分的。
2继电保护在线运检模式
2.1在线运检模式与传统运检模式的异同
在线运检是基于传统运检发展而来的，两者有相同点，也有诸多不同之处。1）从本质上来说传统运检与在线运检殊途同归，两者的本质都是为了得到评价继电保护状态信息集，从而可以为继电保护的状态评估和故障分析等提供依据。2）从原理上来说，传统运检把继电保护系统看作一个黑匣子，通过人工加量的方式给这个黑匣子施加激励，然后通过收集和测量输出的状态信息评价继电保护的状态。在线运检则利用继电保护系统的全景信息来实现继电保护系统状态的评价。3）从继电保护状态信息集来说，两者得到的信息集略有不同，①指的是傳统运检特有的信息，主要指的是无法通过在线方式实现的传统运检项目所得到的信息，本文称这些项目为传统运检保留项目，包括外观检查、回路绝缘电阻检查、寄生回路检查和端子紧固;②指的是可以通过传统运检或在线运检获得的信息集，对应于本文表2;③指的是利用在线运检方法新增的信息。4）从继电保护状态信息集的获取方式来说，传统运检主要通过对继电保护系统增加激励而获得响应状态信息，在线运检则在线获取继电保护上送的各类状态信息。
2.2基于保护配置信息的在线运检方法
智能变电站的全站配置文件（SCD文件）采用能够描述该变电站一次系统结构、所有IED的实例配置信息和所有IED间虚端子通信关系与互连信息等。因此本文利用SCD文件中的各类信息提取出保护配置信息并实现在线运检。1）IED设备desc信息通过解析SCD文件中各IED的desc信息可以获知该IED的命名、设备类型等，从而获得各间隔保护配置的情况。如：
3变电站继电保护装置故障的处理对策分析
3.1落实二次回路巡检制度
定期的对于继电保护装置进行故障检测以及维护十分重要。二次回路是由护板器、自动装置以及继电器组件连成的电路，通过定期的对于二次回路的工作状态进行检查以及维护则可以有效地保障继电保护装置的工作效率以及工作质量，同时也可以及时而有效地排查出继电保护装置故障存在的原因以及具体的故障位置。这样就可以有效地保障继电保护装置持续处于正常的工作状态。因此，严格落实二次回路巡检制度是十分重要的一项保护措施。
3.2积极地采取抗干扰措施
由于继电保护装置本身的灵敏度很高，这就使得继电保护装置在正常工作状态下容易受到移动设备的电磁波辐射的影响或者是静电的干扰，以至于在错误信号的诱导之下执行保护程序，这将直接影响到电力系统运行过程中的整体质量，因此积极的采取抗干扰措施便显得十分的必要。抗干扰措施可分为软件抗干扰以及硬件抗干扰。其中，软件抗干扰是指在印刻板布线设计时有意识地将强弱信号进行隔离，从而有效避免强弱信号平行状况的出现。此外，软件抗干扰同样需要对于二次回路附近的电软值进行有效的控制。硬件抗干扰措施则是通过隔离以及屏蔽电磁能量的方式，有效地避免电磁波信号以及静电对于继电保护装置运行状态所起到的干扰以及影响的发生，从而保证继电保护器可以处于正常状态下进行运行。
结语
本文通过分析比较传统运检的实现方式与本质，从全景信息的角度全面梳理评估继电保护状态所需的状态信息，并探讨了信息的来源、获取方式和分类，按照分类有针对性地提出了各类在线运检方法。
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