【摘 要】文章主要介紹了智能變電站的主要結(jié)構(gòu)及繼電保護的技術(shù)要點，重點研究了智能變電站正常運行時及異常情況下的系統(tǒng)維護，以期為智能變電站繼電保護的運行與維護技術(shù)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)，進一步推動智能電網(wǎng)的快速發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】智能變電站；繼電保護；運行與維護

1.智能變電站繼電保護技術(shù)要點分析

智能變電站是智能電網(wǎng)發(fā)展的主要節(jié)點，它基于高速網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，以變電站的一次設(shè)備和二次設(shè)備為對象，通過數(shù)字化信息實現(xiàn)站內(nèi)外的信息共享和互操作。智能變電站具有三個關(guān)鍵特征，為：數(shù)字化的一次設(shè)備、全數(shù)字化的二次設(shè)備、全站統(tǒng)一的通信標(biāo)準(zhǔn)平臺。智能變電站通過引入先進的電子設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，實現(xiàn)了變電站的數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化管理，完善了自身的的信息測量、控制以及保護、檢測等功能，提高了電網(wǎng)運行的安全性及穩(wěn)定性。

1.1智能變電站的主要結(jié)構(gòu)

1.1.1站控層

站控層是智能變電站的最抽象和最高級別的管理層，也是智能變電站的控制中樞，通過電力通信、系統(tǒng)對時、站域控制等功能，實現(xiàn)全站保護和控制設(shè)備的狀態(tài)采集和信息交換，對采集到的保護信息進行邏輯判斷，并輸出相應(yīng)的跳閘、閉鎖等控制邏輯。

1.1.2間隔層

間隔層是過程層和站控層之間的過渡層，主要是指各類二次設(shè)備，包括繼電保護裝置、安全自動裝置、各類監(jiān)控和測量儀表等，對智能變電站中繼電保護的運行和維護技術(shù)的研究，就是在間隔層展開。間隔層實現(xiàn)了過程層與站控層的聯(lián)系，從而保證了一個間隔的數(shù)據(jù)可以作用于該間隔一次設(shè)備的功能。

1.2智能變電站繼電保護的技術(shù)要點

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站更加依賴于信息和網(wǎng)絡(luò)，在繼電保護構(gòu)成形態(tài)、運行模式、傳輸方式、設(shè)備建模等方面，都具有較大區(qū)別，智能變電站繼電保護的技術(shù)要點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

（1）智能變電站的繼電保護構(gòu)成形態(tài)和運行模式發(fā)生了很大變化智能變電站基于全光纖通信實現(xiàn)繼電保護的模擬量、開關(guān)量采集，能夠更加智能化、自動化的實現(xiàn)對保護的量值采集和邏輯判斷，繼電保護的構(gòu)成形態(tài)和運行模式發(fā)生了很大變化，因此，智能變電站的繼電保護在維護內(nèi)容、運行方式等方面都與傳統(tǒng)變電站有所區(qū)別，需要建立新型運行和維護標(biāo)準(zhǔn)。

（2）二次信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸使得繼電保護二次回路可以監(jiān)測，使得繼電保護設(shè)備狀態(tài)檢修成為可能。狀態(tài)檢修技術(shù)在電力系統(tǒng)內(nèi)部提出已久，然而并未獲得大規(guī)模應(yīng)用，智能變電站出現(xiàn)后，包括繼電保護裝置在內(nèi)的二次設(shè)備實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)化傳輸，二次設(shè)備的狀態(tài)能夠以全數(shù)字的方式采集和傳輸，通過合并單元采集模擬量，通過智能終端采集開關(guān)量，從而實現(xiàn)對二次回路信息的全采集和全監(jiān)測，這使得智能變電站中狀態(tài)檢修成為可能。

2.智能變電站運行維護技術(shù)研究

2.1正常運行時的系統(tǒng)維護

安全穩(wěn)定運行時智能變電站日常運行的目標(biāo)，而在未出現(xiàn)突發(fā)事故的情況下，智能變電站的日常運行主要是以日常檢修與維護為主要工作。檢修與維護的對象包括變電站內(nèi)新增設(shè)備的運行情況，原有設(shè)備的巡視與檢修，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障并排除安全隱患。

2.1.1繼電保護裝置的維護

智能變電站繼電保護的管理涉及運行、檢修、調(diào)度、整定等方面，由于全數(shù)字化繼電保護的采用，變電站二次設(shè)備在表征、結(jié)構(gòu)、特性等方面均與傳統(tǒng)變電站有所區(qū)別，基于此，在智能變電站繼電保護的運行和維護時應(yīng)該注重以下幾個方面：

（1）專業(yè)巡視目標(biāo)及周期的調(diào)整：傳統(tǒng)變電站專業(yè)巡視主要關(guān)注系統(tǒng)的交直流回路采樣、繼電器工作情況，對交流電流、直流回路、電壓回路進行電氣測量，實時關(guān)注繼電器電路元件的運行情況，及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備故障，有效規(guī)避安全風(fēng)險；傳統(tǒng)變電站的繼電保護巡視周期則多為一年巡視4次，并且每半年對整個機電系統(tǒng)進行測量試驗。與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站應(yīng)用了大量的電子設(shè)備及信息通訊系統(tǒng)，因此其專業(yè)巡視的目標(biāo)及周期都需要進行一定的調(diào)整。首先，智能變電站二次系統(tǒng)實現(xiàn)了對電氣量采集、信息傳輸、跳合閘控制命令的全面監(jiān)控，設(shè)備缺陷及運行故障可以通過先進的設(shè)備自檢系統(tǒng)進行監(jiān)控，這種情況下，專業(yè)巡視的目標(biāo)就需要側(cè)重于變電設(shè)備運行中的維護，主要包括電子設(shè)備及信息通訊系統(tǒng)的運行監(jiān)測；其次，考慮到設(shè)備故障自檢系統(tǒng)的應(yīng)用，在專業(yè)巡視周期的調(diào)整中，可以適當(dāng)減少巡視次數(shù)，降低專業(yè)巡視的人工量，進一步提高智能變電站的運行效率，降低運行成本。（2）注重運行參數(shù)及設(shè)備信息的備份工作：智能變電站引用了大量電子設(shè)備及信息通訊設(shè)備，在變電站的日常運行過程中會進行實時自檢以保證安全穩(wěn)定運行，也保存了大量的運行數(shù)據(jù)及設(shè)備信息。（3）加強通訊光纖的檢修與維護工作：由于智能變電站應(yīng)用了大量的電子設(shè)備及網(wǎng)絡(luò)通訊裝置，傳統(tǒng)變電站的二次電纜也被大量的光纖接線代替，這些通訊光纖日常的檢修與維護工作就顯得尤為重要。

2.1.2網(wǎng)絡(luò)交換機和報文分析儀

智能變電站的日常運行中主要包括MMS報文、GOOSE報文、對時NTP報文、PTP報文等四種保溫，通過監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)運行報文的正常與否，可以實時監(jiān)測到智能變電站設(shè)備動作的運行情況，因此可以發(fā)現(xiàn)智能變電站的正常運行對網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)具有極大的依賴性，這就要求智能變電站高度重視網(wǎng)絡(luò)交換機及報文分析儀的檢修與維護工作。（1）首先，必須重視IEC61850的一致性測試，檢查網(wǎng)絡(luò)交換機以及相關(guān)通信設(shè)備是否符合IEC61850要求的一致性，是否符合相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及技術(shù)要求，網(wǎng)絡(luò)交換機的型號、配置及參數(shù)也必須保證與要求相符。其次，定期檢查網(wǎng)絡(luò)交換機的以太網(wǎng)端口設(shè)置、速率、鏡像功能是否正常，確保網(wǎng)絡(luò)交換機內(nèi)部的生成樹協(xié)議、VLAN設(shè)置、網(wǎng)絡(luò)流量與設(shè)計要求一致，實時監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)交換機的冗余度、傳輸延時等運行性能，確保網(wǎng)絡(luò)交換機的各方面性能能夠滿足設(shè)備運行要求。（2）必須重視報文分析儀的檢修與維護工作。報文分析儀是對通信系統(tǒng)中傳輸?shù)木W(wǎng)絡(luò)報文進行完全記錄的重要設(shè)備，當(dāng)智能變電站設(shè)備運行時出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，即可通過報文分析儀進行檢測與查詢，主要起到第三方保溫記錄、報文監(jiān)視的作用，另外，還能夠監(jiān)視通信系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)及運行狀態(tài)。

2.1.3智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)在規(guī)約方面采用了DL/T860通信標(biāo)準(zhǔn)，而在系統(tǒng)配置方面，則采用了全站統(tǒng)一的SCD配置文件，并導(dǎo)入各裝置的CID文件，這些方面的變化需要升級對傳統(tǒng)變電站監(jiān)控系統(tǒng)進行升級與優(yōu)化，也是智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)的維護重點。

（1）智能變電站采用了全站統(tǒng)一的SCD配置文件，因此變電站監(jiān)控系統(tǒng)維護人員應(yīng)重點檢查全站的SCD配置文件集成是否正確，各個設(shè)備的MMS數(shù)據(jù)集配置是否符合運行要求，以及站控層的GOOSE閉鎖邏輯是否正確，在檢查完畢后還應(yīng)對相關(guān)數(shù)據(jù)一一驗證，保證監(jiān)控系統(tǒng)的正常、穩(wěn)定運行。另外，監(jiān)控人員必須密切關(guān)注設(shè)備的版本變化，及時升級設(shè)備版本，加強對設(shè)備版本的實時管理。

（2）智能變電站監(jiān)控系統(tǒng)在對程序化操作功能的檢查中，必須要求變電站所有設(shè)備滿足單間隔、多間隔、保護功能投退等程序化操作的要求，以提高監(jiān)控系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.2異常情況下的系統(tǒng)維護

出現(xiàn)智能變電站新設(shè)備及新情況的故障，必須結(jié)合新標(biāo)準(zhǔn)對設(shè)備故障進行重點分析與維護。

2.2.1間隔合并單元故障

合并單元故障時當(dāng)前智能變電站內(nèi)出現(xiàn)頻率最高的故障類型，因此在設(shè)備的檢修與維護時應(yīng)給予重點關(guān)注，并研究其出現(xiàn)故障的原因。對于單套配置的間隔，應(yīng)立即申請相應(yīng)的間隔單元開關(guān)并退出運行；對于雙套配置的間隔，若出現(xiàn)合并單元故障，必須立即推出本間隔與故障合并單元對應(yīng)的保護出口壓板，還應(yīng)推出與故障合并單元對應(yīng)的母線保護裝置。

2.2.2智能終端故障

在智能變電站中，智能終端主要負(fù)責(zé)開關(guān)設(shè)備的跳合閘，因此，智能終端故障會直接影響到智能變電站運行設(shè)備的跳合閘。若出現(xiàn)智能終端故障，首先應(yīng)考慮立即推出該智能終端的出口壓板，防止因故障導(dǎo)致的智能終端無跳閘，然后再查明智能終端出現(xiàn)故障的原因并進行處理。

2.2.3交換機故障

若出現(xiàn)交換機故障，首先應(yīng)根據(jù)GOOSE網(wǎng)絡(luò)圖、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)圖等資料分析故障交換機造成的網(wǎng)絡(luò)影響，然后判斷故障交換機的類型，若過程層GOOSE網(wǎng)間隔交換機出現(xiàn)故障，影響到本間隔交換機構(gòu)成的GOOSE鏈路，則可視為失去本交換機所連接的保護。

3.結(jié)語

智能變電站異常情況下的系統(tǒng)維護除了注意異常設(shè)備故障及設(shè)備運行處理措施外，還應(yīng)針對實際的設(shè)備故障情況，結(jié)合監(jiān)控資料全面分析異常信號及正常信息，然后根據(jù)設(shè)備的實際情況進行故障診斷，從而迅速恢復(fù)故障設(shè)備，保證智能變電站的安全、穩(wěn)定運行。