常规站和智能站的继电保护检验比较分析

2022-09-03高倩琳

大科技 2022年35期

高倩琳

（国网泰兴市供电公司，江苏泰州 225400）

0 引言

智能变电站和常规变电站继电保护的检验流程总体类似，只是智能变电站基于通用标准IEC61850，利用了数字化技术、信息化技术、合并单元等技术，所以其有着智能化、通信网络化的特点，所以在对智能站继电保护进行检验时，其内容和对象等方面都有了较大变化。

1 常规站和智能站继电保护结构比较

1.1 常规站继电保护结构

常规变电站的继电保护结构中的保护配置大体上可以分为以下4 个方面。

（1）变压器保护。通常常规变电站的内桥接线会处于高压侧，这便意味着需要相应的保护装置在电流互感器中应用。当内桥接线处于高压侧配置时，过流保护动作为跳开延时变压器所配置的所有断路器。其动作过程可以分为两步，首先当处于第一时限时，高压侧断路器会最先跳开，当达到第二时限时，变压器各侧断路器会相继跳开。此过程是由复合电压闭锁实现的，其中两段式是常规站的保护模式，第一段中的一、二时限会将分段断路器以及本侧断路器分别跳开，第二段则是利用延时，将变压器中所有断路器跳开。如果常规站的内桥接线处于低压配置时，其过流保护除复合电压闭锁外还有限速端，其保护模式也为两段式，第一段中的一、二时限会跳开10kV 和本侧断路器，在第二段中，除一、二时限外还会分别跳开分段断路器、本侧断路器以及主变压器中的所有断路器。

（2）线路保护。在常规站的不接地系统中通常会配置三段式模式的相间电流保护，如果常规站采用低电阻接地系统还会配置零序电流对线路进行保护，如果过流保护不能满足常规站的需求，还可能会配置相间距离、全线速动保护。

（3）电容保护。在常规站的不接地系统中通常会在电容保护中使用和线路保护相同的相间电流保护，并且对放电线圈开口三角、低电压还有过电压配置零序电压保护，如果常规站采用低电阻接地系统还需要对上述部分进行零序电流保护配置[1-2]。

（4）接地电阻保护。常规站的接地装置通常会配置相间电流或者零序电流对其进行保护，其动作为跳开断路器。

1.2 智能站继电保护结构

站控层是智能变电站继电保护系统中的核心逻辑层，其不但可以进行数据采集，还能对数据信息进行监视。所以，智能变电站中的继电保护系统有着极高的集成性，其监控过程仅仅通过一台计算机就可以实现。而且基于通用标准IEC61850，智能变电站中的各类设备之间有着极高的互通性以及共享性，又可以利用相同系统对其进行控制。

间隔层在整个智能变电站中起到保护作用，利用站控层所传输的检测结果，对相对应的一次设备进行调控，最终形成间隔层设备。而且在设备出口以及采样方面，智能站所采用的是二次网络通信，利用光纤点对点的形式，确保数据信息的准确传达。

过程层具备实施能力，其智能组件大体可以分为3个部分。其中的智能终端是利用光纤和继电保护系统中的一次、二次设备进行关联。从该角度看，智能终端是继电保护系统中的关键装置。基于GOOSE 事件，智能终端可以从一次设备中获取关键信息，利用光纤将数据信息传输至间隔层。而且智能终端还可以利用GOOSE 事件接受间隔层传输回来的信息，再根据数据信息的变化对一次设备进行调整，可以说，在整个过程层中，智能终端的质量便代表了继电保护系统的性能。其中合并单元是智能变电站继电保护系统中的核心装置，其功能为继电保护、计量“模拟量”信息，并将其转换，同时合并单元还是智能变电站中所有组件以及电压数字信息的来源，因此，该部分组件的文件配置、信息转换的正确性尤为重要。除此之外，该部分组件还具备处理异常信号源、监测通道的能力，不但对智能变电站继保系统有着极为重要的意义，还会影响到间隔层、站控层系统的运行。其中交换机的作用为承载GOSSE、SV 的信号传输，由于交换机的作用是信号传输，所以一旦其发生故障，智能站继保系统可能会出现瘫痪的现象，所以其作用尤为重要[3]。

2 常规站和智能站继电保护的检验方法比较

2.1 常规站检验方法

对常规站继电保护进行检验通常会采取单一节点排除的形式，其原理、方法都较为简单，工作人员只需要利用专门用于测试继电保护的仪器，将仪器中的电压电流测试线和常规站中的继电保护装置互相连接，再向常规站的相关继电保护装置输入模拟量电流或者电压，以此种方式对常规站的继电保护系统的运行情况进行检验。此种方式不但可以检验出常规站继电保护相关装置的性能，还能最大限度保证其二次回路的逻辑完整。检验流程如图1 所示。

图1 常规站继电保护系统检验流程

2.2 智能站检验方法

根据智能变电站智能化、通信网络化、高集成化的特点，在对其继电保护系统进行检验时可以使用两种方法。

2.2.1 全数字检测仪

在对智能变电站继电保护进行检验时，可以利用全数字检测仪对其机电系统的运行情况进行检验。和普通测试仪相比较，全数字检测仪的输出信号为光信号，所以，其可以直接通过光纤和智能变电站中的继电保护系统相连接。其原理是通过检测仪和智能站中相关继电保护装置之间的光纤点进行连接，再利用光信号的传输，将电流或者电压的模拟采样值、跳闸、合闸信息传输给相应的继电保护装置，从而达到检验相关继电保护装置运行是否平稳的目的[4]。

在使用该种检验方法时，应当着重注意以下3 个方面：①在正式检验开始前，要将待检测智能站继电保护系统中的SCD 格式文件完全导入至全数字检测仪中。②如果智能站继保系统中的装置为单间隔形式，工作人员只需要在其中加入相对应的SV 数据，就可以直接对相关继电保护装置进行检验。③对智能站中涉及备自投类似的逻辑关系时，便会受到备自投SCD 格式文件中GOOSE 事件输出路数的局限，所以，对其继电保护系统的检验就需要在全数字检测仪中加入GOOSE事件的相关数据。但在此过程中，如果GOOSE 的路数层级过低，便会直接影响到继电保护系统的检验结果，因此，应当在开展继电保护系统检验时，对GOOSE 路数进行升级或者排查。

此种检验方法的检验对象是智能站中继保系统相关装置的技术逻辑功能层，对智能站中的合并单元、交换机等并没有起到检验作用，所以利用全数字检测仪对智能站继保系统进行检验的全面性较为欠缺。但由于智能站的智能化水平较高，而且继保系统的集成性也较强，各个零构件之间密切相关，从该角度看，只要智能站技术逻辑功能层运行平稳、准确，便代表智能站继保系统运行平稳。此种以小见大的检验方式在实际中应用极为广泛。

2.2.2 机电保护检验方法

机电保护检验方法是一种传统的继保检验方法，利用此种方法对智能站继保系统进行检验存在着一定局限性，通常只能在利用电磁互感器的智能站中。该种检验方法的原理是利用传统继保测试仪的单间隔终端柜中的合并单元和智能终端柜中的合并单元，对其通入模拟量电流或者电压，观察相关继电保护装置的运行情况，此种检验方法可以对智能站中的合并单元、交换机、智能终端的运行状态进行检验。所以，此种检测办法有着较高全面性，可以对智能站中的所有附件设备进行检验。机电保护检验方法是通过测试线来和合并单元、交换机、智能终端实现连接。

2.3 比较分析

从上述常规站继保系统检验方法和智能站继保系统检验方法来看，由于智能站有着智能化、集成化、通信网络化等特点，所以在继保系统检验方面和常规站有着较大区别，智能站继保系统检验方法也呈现出了新的特点。以往常规站中所使用的传统单节点排除法已经不适合当前智能站的继保系统检验，已经逐渐被社会的发展所淘汰。全数字检测仪、机电保护检验方法被大范围应用到智能站继保系统检验中，而且此两种办法已经在应用中取得了一定成效。其中利用全数字检测仪对智能站继保系统进行检验，虽然全面性不够，但此种办法可以根据技术逻辑功能层的运行状态来判断继保系统的整体运行状态，从另一个角度来看，此种检验方法突出了智能站的集成性以及智能化。为防止因其全面性不足使得继保系统的检验结果产生误差，可以利用机电保护检验方法对其进行查缺补漏，利用测试线在物理层和交换机、合并单元、智能终端进行连接，对其运行情况进行逐一检验，将两种检验方法相互结合，可以最大限度增强智能站继电保护系统检验结果的准确性[5]。

3 常规站和智能站继电保护检验中的安全措施比较

3.1 常规站安全措施

常规站继保系统检验中的安全措施目的为规范检验工作、将待检验相关设备和其他正在运行过程中的设备进行隔离，防止影响到常规站继保系统的整体运行，提高检验结果的准确度，从而达到保障检验工作人员人身安全、设备安全的目的。在常规变电中，继保检验安全措施如下：①相关检验人员要及时对相关继电装置的交接时的状态信息进行记录，比如保护屏、一次设备的位置、保护屏、汇控柜硬压板的投退状态。②在继保系统中的保护屏端子排区域将交流电压回路断开，并在外侧粘贴红色绝缘胶带，从而起到警示作用，防止检验人员误操作出现接地短路现象。③检验人员在短接后要立即断开交流电流回路，以此种方式防止开路电压出现伤人现象。④在断开待检验设备和其他设备之间的信号回路时，检验人员要拆开回路中的公共端，并将相应出口压板退出。⑤将待检验设备的跳合闸出口回路断开，退出出口硬压板。⑥将待检验设备至故障录波器的回路断开，并拆开其回路公共端，以此防止检验过程中故障录波器出现频繁启动的现象。⑦将待检验设备的遥信回路断开，并拆除公共端口，以此检验报文扰乱后台。