基于无线通信的智能变电站继电保护故障维修技术

基于无线通信的智能变电站继电保护故障维修技术

盛健 高亦彤

中国兵器工业集团第214研究所 安徽 蚌埠  233000

摘要：随着我国智能化技术的快速发展，在变电站继电保护运行过程中，通过无线通线可以提高继电保护系统的可靠性。本文介绍了智能变电站继电保护概述；梳理了继电保护故障常见类型及原因分析；开展了无线通信技术用于继电保护故障维修故障技术的分析过程，以及利用远程运维系统进行有效的故障处理，具有一定借鉴性。

关键词：变电站；继电保护故障；维修技术

引言

随着电力系统向着智能化方向发展，变电站的继电保护系统逐渐成为重要的技术基础设施。然而，继电保护系统也面临着一定的故障风险，导致电网瘫痪和设备损坏。为提高继电保护系统的可靠性，开发基于无线通信技术的故障诊断与维修方案显得尤为重要。

1智能变电站继电保护概述

1.1继电保护系统

智能变电站的继电保护系统是确保电力系统稳定运行的关键，其主要组成部分包括保护继电器、断路器、测量变压器以及控制与通信设备。保护继电器负责感知系统中的异常电流和电压，是系统故障检测与处理的第一线。当继电器检测到异常时，它会发出信号至断路器，断路器切断故障电路，从而隔离故障，防止损害扩展到更广的网络。测量变压器对电流和电压进行精确测量，确保继电器能够根据实际电气参数作出响应。此外，智能变电站继电保护系统集成了先进的控制与通信技术，能够实时监控保护设备状态，支持远程控制与故障诊断，能大幅提高系统的响应速度和处理精确度。继电保护系统不仅能提升系统的操作效率，还能增强对复杂电网环境的适应能力，确保电力供应的连续性和安全性。

1.2智能变电站与传统变电站的区别

智能变电站与传统变电站在设计理念、技术应用和运行效率方面存在显著差异。智能变电站利用先进的信息技术、通信技术和自动化技术，实现对变电设备的高度自动化控制和监控，从而提高运行效率和可靠性。相比之下，传统变电站依赖人工操作和监控，反应时间较长，更容易受到人为错误的影响。智能变电站通过集成数字化保护系统和高度集成的监控系统，能够实现实时数据采集、处理和分析，确保快速准确地识别和隔离故障，最小化停电时间和范围。此外，智能变电站的维护通过预测性维护策略和远程诊断技术来减少停机时间和运维成本，而传统变电站通常采取定期维护，效率低下。智能变电站的这些特点使其在提高电网的灵活性和智能响应能力方面远超传统模式，更符合现代电力系统对安全性、稳定性和经济性的综合要求。

2继电保护故障常见类型及原因分析

智能变电站的继电保护系统是确保电网安全稳定运行的关键装置，其故障类型和原因主要包括组件老化失效、参数配置错误、通信网络中断等。以智能电容器控制保护为例，当发生内部故障或外部短路时，其保护单元可以在20ms内输出三相跳闸信号，但由于电容器会出现绝缘老化、电解液泄漏等问题，使保护动作值漂移超出±10%的范围，并有可能产生误动作。此外，保护单元参数设定如清除时间、动作曲线等配置错误，也会影响遥控保护的选择和灵敏度。远程保护依赖于站内通信网络，网络数据包丢失概率过高时，会增加保护装置之间协调时限，并可能在线路发生故障时造成保护盲区。在讨论如微机保护、距离保护、差动保护的故障原因时，也应考虑硬件老化和参数配置的问题，关注不同保护间协调配合。因此，建立统一的保护装置管理平台至关重要。该平台可以实现对所有保护装置参数及动作的集中监控与配置，找出协调性不足的保护链，并在复杂故障发生时快速制定恢复控制策略。

3无线通信技术用于继电保护故障维修技术

3.1在线判断采样信息

1）校验保护采样结果。在智能变电站中，继电保护设备多使用AD采样形式，用于对比保护装置的各组采样数据。当继电保护装置采取的是双重配置形式时，可借助横向对比形式，判断两组保护程序的采样数据是否一致。2）校验保护装置采样数据。当一次设备运行一般互感设备时，相同电流互感装置的各类绕组，实际接收的采样数据可进行数据对比，如线路、主变、母联各类保护装置。远程维修平台能够自主对比此类保护数据，校验采样值的准确性。长时间获取各类装置的采样差值，综合判断AD采样插件的性能变化情况[4]。3）检验过程层采样信息。采集报文信息的程序存储着合并单元传输的各类SV报文，用于对比间隔、保护各层级的SV采样数据，综合确定保护交流采样线路的运行情况。（3）实时分析保护动作的有效性单一化设计的保护方案需要利用报文采集程序，全面记录各类模拟量、开关量的数据，对比保护程序的采样数据；借助模拟量、开关量的数据变动，对照保护动作逻辑，判断保护方案的有效性。双重化设计的保护方案借助单一化保护措施，更好地对比两组保护动作的反应时间特点。保护装置出故障时，数据信息可用于判断保护程序的动作特点。故障录波器可以全面监测保护装置，有效存储各类保护动作，包括模拟量、开关量等各类数据，更好地判断保护动作的可用性。（4）分析继电保护维修动态基线智能变电站运行期间，继电保护系统会形成较多的数据，具体包括设备运行状态、设备异常数据等。在实践中，可使用运维动态基线的分析方式，参照基线规则的数据变动情况，给出精确的运检处理措施。基线算法模型，具有继电保护故障预测、数据评估的功能。借助往期运行数据，合理使用基线算法模型，以此判断未来数据的变化走向。此种方法，可用于预测设备功能的变化情况，切实提高维修方案的可用性。

3.2运维数据管理

故障分析时，针对各类继电保护防误资料，需进行全面的数据管理，可更好地确定故障。依照动态基线，全面采集运维防误数据。由于IP地址具有不重复性，可直接关联于继电保护设备，便于进行设备数据管理。利用GIMIS专网、信息管理平台，能够可视化展示防误数据，以此更好地进行数据管理。

结束语

综上所述，智能变电站表现出较高的运营能效，尤其在自主排故、自主修复线路方面表现出较强的技术优势。案例单位开发了远程维修系统，以此在线处理继电保护的各类故障问题，更好地提高智能变电站的自主运维能力。

参考文献

［1］周智.智能变电站继电保护运维防误技术应用要点研究[J].光源与照明,2023(12):165-167.

［2］夏统照,凌博闻,庞岑茂等.多参信息量的智能变电站继电保护二次回路隐藏故障检测方法[J].电工技术,2023(15):164-166+169.

［3］董玉展.基于数字孪生的保护系统状态评估和故障预警[D].山东大学,2023.

［4］方泽亚.新型层次化继电保护系统可靠性研究[D].华中科技大学,2022.