國網江西省電力公司檢修分公司 鄧哲林 李 俊 鐘文慧 劉 威

智能變電站繼電保護安全措施及其可視化技術研究

國網江西省電力公司檢修分公司 鄧哲林 李 俊 鐘文慧 劉 威

伴隨著我國社會經濟與科學技術的全速發(fā)展進步，人們在電力方面的需求量也在不斷攀升，這也使得國家電網的負荷進一步加大。作為電網中必不可缺的一項組成部分，變電站對電力供應有著重要的影響意義，尤其是在科學技術水平不斷提升的今天，變電站和電網已經基本實現(xiàn)智能化。事實證明，智能變電站對電力供應效率有著良好的促進作用，因此本文將結合智能變電站的簡要概述，重點研究智能變電站繼電保護安全措施以及可視化技術，以便能夠幫助智能變電站實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

智能變電站；繼電保護；安全措施；可視化技術

引言

在傳統(tǒng)的變電站當中主要是通過繼電形式完成安全保護，而智能變電站則徹底突破了傳統(tǒng)直流控制回路的限制，使用光纖網絡代替?zhèn)鹘y(tǒng)的繼電形式，此種方式不僅具備良好的絕緣性和抗干擾性，還能有效避免由于接線口出現(xiàn)松動而產生的開路問題。而智能變電站中繼保安全措施尤其重要，但檢修人員一般對其虛擬化無所適從，因此本文將對智能變電站繼電保護安全措施以及可視化技術進行簡要分析研究。

一、智能變電站簡述

智能變電站屬于當前比較先進的一種變電形式，將推動全站信息實現(xiàn)信息化、推動通信平臺實現(xiàn)網絡化、帶領信息共享實現(xiàn)標準化，在安全可靠、高效的基礎下順利完成采集和控制信息等多種功能[1]。按照具體的功能進行劃分，智能變電站主要由過程層、站控層以及間隔層組合而成。其中以智能組件以及一次設備作為過程層的主要構成元素，而智能組件又主要是以合并單元、智能設備以及相關終端組合而成，負責幫助智能變電站完成電能的傳輸與分配。而在間隔層當中主要負責檢測和控制職能變電站中的各種設備，以實現(xiàn)智能組件能夠在此環(huán)節(jié)實現(xiàn)交互通信、輸入輸出等功能[1]。在站控層當中主要由通信設備、控制系統(tǒng)以其他子系統(tǒng)構成，負責測量和控制智能變電站當中的全部數(shù)據(jù)，并確保管理工作的順利進行。

二、智能變電站繼電保護安全措施

智能電網中最為關鍵的組成部分就是智能變電站中的繼電保護設備，在確保繼電保護設備具有靈敏性、選擇性、速度性以及可靠性的基礎下，可以將配置細分成過程層以及變電站層。其中在過程層設備當中以一次設備獨立配置主保護為主，在一次設備周圍放置智能終端以及合并單元，使其能夠融為一體從而通過合并單元實現(xiàn)繼電保護。

（一）線路保護

在智能變電站當中通過對計算機信息技術、在線監(jiān)測技術、傳感測量技術等進行充分合理運用之后，能夠有效實現(xiàn)對變電站的智能化操作控制，這也是智能變電站與普通變電站之間最主要的區(qū)別。而保護線路安全方面主要以使用電子式互感器以及傳統(tǒng)互感器相結合的方式，同時還包括合并單元缺陷以及線路保護裝置缺陷[2]。其中電子互感器是一種傳感設備，互感器中融合了大量的先進技術可以完成實時監(jiān)測在電力傳輸線路中的電壓與電流，并獲取相應信息。在保護母線是主要以退出GOOSE操作為主，實現(xiàn)對線路和智能終端的保護。因此在合并單元并且打開回路之后，將直接退出軟壓板操作，通過輸入光纖并取下線路用于保護背板SV。

（二）主變保護

主變保護安全措施與線路保護安全措施有重合部分，即均需要使用電子互感器以及傳統(tǒng)互感器，而在主變保護當中還需要進行檢修校驗以及某側合并單元缺陷。在主變保護缺陷方面則需要額外進行保護功能試驗。智能變電站的繼電保護其實就是通過靠近被保護設備縮短與之距離，從而實現(xiàn)就地化布置保護裝置。在堅持電纜采樣、電纜跳閘的原則，在GOOSE網絡的幫助下充分發(fā)揮出聯(lián)閉鎖功能，使用電纜采樣的方式保護裝置，能夠減少對外部時鐘的依賴，從而使得就地間隔層保護更加可靠；而在使用電纜跳閘的過程當中則有效保護速動性，同時聯(lián)閉鎖功能也使得信息共享優(yōu)勢得以充分發(fā)揮，因此無論是過程層、站控層網絡還是其他系統(tǒng)發(fā)生故障之后，就地間隔層的主保護性能依舊不受影響。

（三）母線保護

所謂的母線保護具體來說，指的就是跨統(tǒng)一電壓等級的多間隔保護設備，尤其是在適應間隔功能就地化布置方面，需要使用分布式母線保護安全措施。通常情況下主要由主機和從機構成，在母線保護當中分別由三個單元構成，即主單元CU、間隔單元BU、數(shù)據(jù)匯集單元MU，其中主單元CU主要是借助MU即數(shù)據(jù)匯集單元對保護各個間隔采集的電流、電壓以及開關量數(shù)據(jù)信息等進行有效讀取，從而完成判別保護原理的工作[3]。而間隔單元本身為獨立裝置，能夠完成就地化安裝，其主要負責完成采集和預處理本間隔電流量，與此同時直接向主單元傳輸已經完成A/D轉換之后的數(shù)據(jù)；另外間隔單元還需要完成識別本間隔扎到位置、監(jiān)視開關位置等工作，并完成向主單元傳送位置信息的任務，在接收到主單元發(fā)出的動作指令之后自動保護開出跳閘操作箱。

（四）母聯(lián)保護

當檢修位置正好和母聯(lián)開關處相重合時，設備則正處于停電狀態(tài)，此時保護母聯(lián)安全措施需要通過使用電子式互感器和傳統(tǒng)互感器，并且通過保護母聯(lián)、在智能終端處投入檢修壓板后退出GOOSE網絡并啟動失靈接收軟壓板，進行基于母聯(lián)保護之下光纖輸入和電纜取下，之后將單元段合并同時打開CT與PT回路。如果檢修位置與母聯(lián)開關處相重合時，而設備并未處于停電狀態(tài)，那么此時保護母聯(lián)安全措施則為合并單元缺點以及母聯(lián)保護裝置缺點，值得注意的是在此環(huán)節(jié)當中需要做好保護功能試驗。

三、智能變電站繼電保護可視化技術

（一）確認檢修狀態(tài)的機制

鑒于在智能變電站繼電保護安全措施當中，與原有硬壓板相比，GOOSE發(fā)送和接收軟壓板、檢修壓板以及其他新型隔離技術存在不直觀、易漏投退等各種二樣的問題，因此需要通過在GOOSE當中增加安全措施確認機制，以完成對現(xiàn)場檢修工作中安全措施實施情況的有效確認[4]。通常情況下可以通過第三方完成確認或者是通過修改程序，以及接收方裝置增加確認檢修狀態(tài)的功能達到這一目的?？紤]到增加接收方確認機制往往需要對大量修改相關裝置設計，因此筆者認為可以使用網絡報文分析儀等裝置設置用以完成對安全措施的及時確認。

（二）可視化安全措施回路

在確保智能變電站正常運行的情況下，安全措施回路負責使用圖形化的方式，直觀形象地展示出保護裝置檢修壓板的狀態(tài)，以及幫助GOOSE接收和發(fā)送壓板狀態(tài)等內容。從而有效幫助運維人員降低理解和掌握智能變電站情況的難度，進一步提升保護系統(tǒng)檢修工作效率和工作質量。因此筆者認為需要盡快建立健全可以實時監(jiān)測智能變電站繼電保護狀態(tài)的可視化系統(tǒng)，并且通過與智能變電站當中的網絡報文分析儀、錄波信息、監(jiān)控系統(tǒng)信息以及保護邏輯樹信息等多種信息源相互融合，從而真正實現(xiàn)裝置當中內部信息、控制回路、安全措施回路的可視化[5]。

四、結束語

總而言之，在整個電力系統(tǒng)當中智能變電站的重要性不言而喻，對整個電網的智能化也起到積極的促進作用。與此同時，確保智能變電站繼電保護安全也已經成為了變電站建設管理工作中的一項重要工作內容，甚至在一定程度上影響著智能變電站的長遠發(fā)展。因此本文通過對智能變電站的具體結構等內容進行簡單介紹，分別從線路保護、主變保護、母線保護、母聯(lián)保護出發(fā)，著重研究了智能變電站繼電保護的具體安全措施以及可視化技術，希望能夠為智能變電站實現(xiàn)長久、安全、穩(wěn)定運行提供必要的幫助。參考文獻

[1]孫志鵬.智能變電站安全措施及其可視化技術研究[D].華北電力大學,2014.

[2]李磊，趙夢露.智能變電站安全措施及其可視化技術研究[J].中國高新技術企業(yè),2016,25:141-142.

[3]孫志鵬,陳曉剛,葉剛進,張輝.智能變電站繼電保護安全措施技術及可視化研究[J].電工技術,2014,04:19-21.

[4]侯偉宏,裘愉濤,吳振杰,吳靖.智能變電站繼電保護安全措施研究[J].中國電力,2014,09:143-148.

[5]李穎毅,盛海華.智能變電站繼電保護多維度管控方法研究與實踐[A].軟實力與現(xiàn)代化管理實踐——2015全國電力行業(yè)企業(yè)管理創(chuàng)新論文大賽獲獎論文[C].2015:2.