宋盛

【摘要】伴隨著社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國的智能電網(wǎng)建設(shè)步伐也不斷加快，我國已經(jīng)邁入智能電網(wǎng)全面建設(shè)時期。智能變電站作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，其繼電保護(hù)的運行與維護(hù)技術(shù)是保證智能電網(wǎng)安全、穩(wěn)定運行的關(guān)鍵。當(dāng)前我國智能變電站繼電保護(hù)的運行和維護(hù)還處于摸索階段，如何改進(jìn)繼電保護(hù)的系統(tǒng)維護(hù)技術(shù)已成為智能電網(wǎng)建設(shè)中亟待解決的問題。本文主要介紹了智能變電站的主要結(jié)構(gòu)及繼電保護(hù)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(hù)，以期為智能變電站繼電保護(hù)的運行與維護(hù)技術(shù)的發(fā)展提供理論指導(dǎo)，進(jìn)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(hù)；運行與維護(hù)

引言

智能電網(wǎng)的發(fā)展推動我國繼電保護(hù)技術(shù)發(fā)展進(jìn)入了一個新的階段，智能變電站是對電網(wǎng)發(fā)展理念的全面革新，給繼電保護(hù)的原理、運行、維護(hù)等多個領(lǐng)域帶來了新的思路。在智能變電站中，繼電保護(hù)設(shè)備對安全性、可靠性、速動性的要求最高，因此，有必要深入研究智能變電站繼電保護(hù)的運行和維護(hù)技術(shù)，推動我國電網(wǎng)建設(shè)深入發(fā)展。

一、智能變電站繼電保護(hù)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(jìn)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(hù)、檢測等功能，提高了電網(wǎng)運行的安全性及穩(wěn)定性。智能變電站對運行方式、設(shè)備管理模式以及信息保障體系都有了更高的要求，在運行方式方面降低人工操作的工作量，智能變電站的常規(guī)運行與維護(hù)都由智能設(shè)備來完成；在設(shè)備管理模式方面逐漸上升到變電站綜合管理的層次，極大得提高了管理效率；而在信息保障體系方面則明顯提高了對信息及網(wǎng)絡(luò)的依賴性，這就需要更為科學(xué)的信息保障體系提供信息支持。

1.1智能變電站的主要結(jié)構(gòu)

下圖1為智能變電站典型的“三層兩網(wǎng)”結(jié)構(gòu)：

1.1.1過程層：如上圖1所示，過程層主要包括各類電子式電流互感器（ECT）、電壓互感器（EVT）、智能斷路器和開關(guān)設(shè)備、合并單元和智能終端，主要用來完成對全站保護(hù)設(shè)備的保護(hù)和測控信息采集，并將之經(jīng)合并單元處理后，成為全數(shù)字信號上送過程層網(wǎng)絡(luò)。

1.1.2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(hù)和控制設(shè)備的狀態(tài)采集和信息交換，對采集到的保護(hù)信息進(jìn)行邏輯判斷，并輸出相應(yīng)的跳閘、閉鎖等控制邏輯。

1.1.3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(hù)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(hù)的運行和維護(hù)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(hù)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(hù)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(hù)的技術(shù)要點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

1.2.1智能變電站的繼電保護(hù)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(hù)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(hù)的量值采集和邏輯判斷，繼電保護(hù)的構(gòu)成形態(tài)和運行模式發(fā)生了很大變化，例如，電子式電流互感器的采用，解決了傳統(tǒng)互感器存在的飽和問題，差動保護(hù)的判據(jù)中，不再需要進(jìn)行互感器飽和的判斷。因此，智能變電站的繼電保護(hù)在維護(hù)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(hù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2.2二次信息的網(wǎng)絡(luò)化傳輸使得繼電保護(hù)二次回路可以監(jiān)測，使得繼電保護(hù)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(hù)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。

1.2.3實現(xiàn)了基于IEC61850的統(tǒng)一建模。

如上文所述，傳統(tǒng)變電站中，變電站設(shè)備的接入需要通過大量的二次接線進(jìn)行，而智能變電站下，全站統(tǒng)一的IEC61850標(biāo)準(zhǔn)是重要技術(shù)特征之一，基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)完成對全站設(shè)備的統(tǒng)一建模，實現(xiàn)設(shè)備的互操作性，將大量的二次接線轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的模型文件配置，通過單獨的SCD和CID文件進(jìn)行對應(yīng)。當(dāng)變電站的工作和運行狀態(tài)出現(xiàn)變化，需要更新相應(yīng)的文件與之對應(yīng)。

二、智能變電站運行維護(hù)技術(shù)研究

目前，智能變電站試點工程不斷出現(xiàn)和建設(shè)，近三年來興建的變電站幾乎均為智能變電站。但與此同時，智能變電站作為新興事物，在相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的完善、對技術(shù)規(guī)范的理解等方面，還存在一定的差異性。例如，目前業(yè)界對IEC61850的理解，就存在差異性以及擴(kuò)展定義的不規(guī)范性，有些細(xì)節(jié)還存在爭議，這給智能變電站的運行和維護(hù)也帶來一定挑戰(zhàn)。

結(jié)合上文分析可見，智能變電站的更大規(guī)模推廣尚需要解決一些現(xiàn)實問題，因此，有必要以智能變電站繼電保護(hù)的運行和維護(hù)技術(shù)為切入點，對智能變電站技術(shù)進(jìn)行深入研究。現(xiàn)將智能變電站的運行和維護(hù)技術(shù)總結(jié)如下：

2.1正常運行時的系統(tǒng)維護(hù)

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(hù)為主要工作。檢修與維護(hù)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。