基于智能变电站继电保护的运行和维护技术研究宋静

基于智能变电站继电保护的运行和维护技术研究宋静

宋静

（国网河北省电力公司石家庄供电分公司）

摘要：随着电力系统的快速发展，对继电保护也提出了更高的要求，这是因为继电保护系统的可靠性对整个智能变电站的安全稳定运行有着直接的影响。所以，加强对继电保护系统可靠性的研究则十分必要。基于传统变电站继电保护配置及相关技术的发展，智能变电站继电保护配置有效运用自动化信息技术，对变电站的继电保护达到智能化目的。本文从多角度对智能变电站继电保护技术以及其维护内容进行了阐述和分析。

关键词：智能变电站；继电保护；维护

变电站的数字化与智能化是智能电网建设中变电环节的重要组成部分。由于受到国家政策影响，我国在数字化变电站技术未成熟时，变电站自动化技术迅速向智能变电站方向发展，使得我国对智能变电站继电保护措施的研究变得尤为紧迫。

1智能变电站继电保护配置概述

1.1继电保护配置的基本组成

继电保护配置主要由软件与硬件两部分构成，其中软件部分即计算机程序，其可根据保护原理及功能的要求来控制硬件，可执行的操作主要包括数据采集、数字运算及逻辑判断、外部信息交换，以及执行动作指令等；而硬件部分主要包括数字及模拟电子电路，硬件主要用来建立平台，以此来联系微机保护外部系统的电气，以及支持软件的运行，继电保护的硬件配置主要有以下几个部分，即数字核心部件、模拟量输入接口部件、开关量输入接口部件、外部通信接口部件以及人机对话接口部件。

1.2智能变电站继电保护系统的结构

通过分析，可以看到，在智能变电站中继电保护系统结构主要分为以下四种模式：第一，“直采直跳”模式。“直采直跳”模式下主要包含线路、母线和主变保护系统三种结构，其中保护设备采样和跳闸通过光纤直连实现，仅示意与保护功能相关的光纤链路和部分支路；第二，“网采直跳”模式。分为SV和GOOSE独网模式以及SV和GOOSE共网模式，两种；第三，“直采网跳”模式，在该模式下主要是通过GOOSE网络实现保护设备采样、跳闸；第四，“网采网跳”模式。主要通过网络思想保护系统的采样、跳闸，并按SV和GOOSE是否共网两种模式进行考虑。

2智能变电站继电保护技术特点

2.1继电保护系统的层次化

因为传统变电站的电缆连接在智能变电站中被网络传输所取代，整个智能变电站的通信方式和数据交换发生了巨大变化，使得智能变电站与传统变电站的配置原则、功能要求等也发生了改变。为了满足继电保护“四性”的要求，智能变电站对继电保护系统进行了层次划分，将整个保护系统划分为三层：就地间隔保护层、站域保护层和广域保护层。三层保护之间紧密配合，从而组成一套完整的继电保护系统，构成以就地间隔保护为基础、站域保护与广域保护协同的多层次化继电保护系统。

2.2断路器与跳闸方式的改变

在智能变电站中，断路器的智能化存在两种方式，第一种是将智能组件内嵌在断路器中，可直接进行网络通信；第二种则是通过将传统断路器与智能终端连接来实现一次设备的智能化。因为第二种改造较为容易且经济，是目前我国变电站智能化中所采用的主要模式。常规保护装置实现跳合闸的方式是采用电路板上的出口继电器经电缆直接连接到断路器操作回路；而智能变电站的保护装置则是通过光纤接口接入到断路器的智能终端实现跳合闸（以智能终端为媒介，用光纤通信代替了电缆的使用）。

2.3节能型的特点

①集中录波，其能够有效减少，使得工作人员的工作量有所简化，从而能够保护好电路波段的数据的安全性。②监测和监控。利用网络监测并监控电路，能够有效减少工作人员的任务量，确保所获取的信息准确性以及安全性较高。此外，由于全站的网络消耗主要集中在这三个部位，利用智能控制的方式，将各线路的消耗降到最低，从而减少继电保护设备的数据消耗。

3智能变电站继电保护的运行维护

3.1线路运行而合并单元出现异常情况

当这种情况发生，要按照逻辑关系来进行检查，首先是检查第一层结构中的线路与母差保护相关装置间存在的逻辑关系，一般处理措施如下：（1）对相应的母差保护设备进行检查，检修其压板。（2）压板是正常情况时，就需要先将母差保护设备先退出运行，逐一检查差动、GOOSE调整口、失灵保护等设备的软压板。如果以上两项检查都没有出现问题，就需要进行二层结构检查，检查电网之间的逻辑关系，先要将这个线路汇总控制柜内的相应闭锁并对其他的进行闸硬压板检查。如果还是没有发现问题原因，就需要检查第三层结构，对智能终端、合并单元、间隔保护设备之间的逻辑关系进行检查：对这套设备线路汇总控制柜内的断开压板进行断开操作，随后检查线路合并单元的压板是否正常。一般来说经过以上这些流程就能发现合并单元出现异常情况的原因。

3.2线路停止运行

碰到这种情况，也是从三层结构进行检查，检查母差保护装置检修压板是否存在问题，这需要先将母差保护装置从这段线路中断开，才可以对检修压板进行检查。一定要注意，这个时候，线路一般有两套220kV母差保护设备，都需要进行断开处理，否则就可能出现触电危险。如果母差装置没有问题，线路停运，可以排除第二层结构出现问题，这就应该是第三层结构出现问题，那么就需要检查这段线路的保护装置、智能终端与合并单元的检修压板是否存在问题。以此类推，可以发现，智能电网中的继电保护装置出现问题都需要按照逻辑关系进维护修理。

3.3智能终端出现异常情况

当碰到智能终端出现异常情况时，我们也需要按照逻辑关系来进行维护工作，具体措施如下：（1）要检查第一层结构当中的母差保护装置与线路之间的关系，一般来说，母差保护设备对相关线路产生影响是靠智能终端进行该段线路的断路器指令进行断开，如果说，智能终端只需要退出运行，在逻辑上并不会对其运行的设备有不良影响，只是不能发出指令而已。（2）检查电网之间的逻辑关系，先打开这段线路的汇总控制柜，对其中的重合闸硬压板进行断开操作。（3）检查第三层结构，第三层结构是合并单元、间隔保护器、智能终端，先断开线路断路器开关，进行智能终端检修压板的检查，检查是否终端出现故障。

4智能站继电保护技术发展前景

现阶段，智能变电站中所集成的继电保护信息以及共享的信息，会对调试和检修继电保住装置工作的开展造成一定的影响，存在着较多的不确定因素，工作量较大，一旦在验证全站系统的配置时，未能够有效将现场调试工作与审查SCD配置文件的离线工作相结合，就很可能会导致设置某一参数不够细致，使得继电保住装置出现误动或者拒动的问题。或者由于人为原因使得最终保存的SCD配置文件跟现场装置的实际配置存在出入，为后期对设备进行检修和扩建工作埋下了较多的安全隐患。所以，在未来对智能变电站进行继电保护时，要重点放在研究全站配置在线或者离线的反复校验工作上，做好调试验证技术、方法，通过工具将各设备配置镜像备份，离线进行反组态和比对分析，缺点是无法及时发现配置文件的任何变动。

综上所述，该文笔者通过对智能变电站继电保护系统可靠性的分析与探讨，也是希望进一步阐述继电保护工作的重要性，做好继电保护系统运行对整个电网的重要意义。从而在今后的电力工作中，不断的总结错误，积累经验，将先进的科学技术运用到智能变电站继电保护工作之中，从而进一步推动我国智能变电站继电保护工作能够向着更为科学、合理的方向不断的前进。

参考文献：

[1]王同文，谢民，孙月琴，沈鹏.智能变电站继电保护系统可靠性分析[J].电力系统保护与控制，2015，06：58-66.

[2]蔡泽祥，王海柱.智能变电站技术及其对继电保护的影响[J].机电工程技术，2012，05：1-4.

[3]谷磊.智能变电站继电保护可靠性研究[D].广东工业大学，2014.