許婷 李寧

【摘要】110kV智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)對(duì)于日常供電工作有著舉足輕重的作用。相比傳統(tǒng)的綜自變電站而言，智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)數(shù)字、自動(dòng)檢測等特點(diǎn)更為突出。但是有利有弊，智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)維護(hù)要求繁多，運(yùn)維工作十分重要。

【關(guān)鍵詞】110kV智能變電站；繼電保護(hù)；運(yùn)行維護(hù)

一、110kV智能變電站繼電保護(hù)的概述

智能變電站，是以采集數(shù)字化、傳輸光纖化、規(guī)約標(biāo)準(zhǔn)化、控制網(wǎng)絡(luò)化為基本要求，盡量實(shí)現(xiàn)資源共享、減少設(shè)備配置，降低變電站運(yùn)行能耗，實(shí)現(xiàn)了全站二次系統(tǒng)的互操作，從而實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的智能控制。智能變電站通過光纖代替電纜，可以實(shí)現(xiàn)低碳環(huán)保的效果，另外還具有較好的交互性，即在變電站內(nèi)可以進(jìn)行信息的實(shí)時(shí)交換、共享。全站采用一體化站用電源系統(tǒng)。對(duì)站用電源進(jìn)行全面整合，將站用交流電源、直流電源、UPS電源、通信電源統(tǒng)一設(shè)計(jì)，通過一體化監(jiān)控模塊將站用電源各子系統(tǒng)通信網(wǎng)絡(luò)化，實(shí)現(xiàn)站用電源信息共享，一體化監(jiān)控模塊通過以太網(wǎng)口，采用IEC61850規(guī)約與監(jiān)控后臺(tái)通信。該電源系統(tǒng)還有智能型監(jiān)測裝置，具有完善的保護(hù)、在線自診斷、絕緣檢測、直流接地巡檢及蓄電池自動(dòng)巡檢等功能。此外，智能變電站還具有較高的可靠性，在變電站內(nèi)一旦一個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)問題，就會(huì)造成站內(nèi)所有系統(tǒng)的癱瘓，因此，在智能變電站要通過完善繼電保護(hù)裝置以及規(guī)范操作人員操作行為，通過自身的基本功能來保證變電站內(nèi)工作的正常運(yùn)行。智能變電站繼電保護(hù)，是針對(duì)于電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行自動(dòng)處置，來保證電力系統(tǒng)以及電力設(shè)備元件的正常運(yùn)行。智能變電站繼電保護(hù)技術(shù)，可以很好的保證智能變電站內(nèi)的正常運(yùn)行，具有數(shù)據(jù)同步化的特點(diǎn)，以及數(shù)據(jù)采樣異常的處理等優(yōu)勢。在智能變電站中對(duì)于繼電保護(hù)裝置要求能夠在第一時(shí)間進(jìn)行故障判斷和處理，需要具有自主選擇性，即對(duì)于故障能夠進(jìn)行正確的判斷，并將其進(jìn)行切斷；靈敏性，是指電力系統(tǒng)的電氣設(shè)備在發(fā)生故障時(shí)候，繼電保護(hù)裝置的反應(yīng)速度。繼電保護(hù)系統(tǒng)的組成部分有：電子互感器、合并單元、智能終端、交換組。在智能變電站內(nèi)繼電保護(hù)系統(tǒng)是在發(fā)生故障時(shí)候，被保護(hù)設(shè)備在可以及時(shí)的從電網(wǎng)中分離出來，另外，還可以對(duì)于智能變電站的設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，一旦發(fā)生非正常運(yùn)行就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，以便工作人員及時(shí)的進(jìn)行維修。

二、110kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)維常見問題分析

2.1保護(hù)系統(tǒng)中的光纖

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)中，光纖的穩(wěn)定性與否和質(zhì)量的好壞都會(huì)對(duì)繼電保護(hù)系統(tǒng)能否正常運(yùn)行產(chǎn)生影響。具體來說，光纖的損壞會(huì)導(dǎo)致保護(hù)設(shè)備和智能終端之間的繼電保護(hù)系統(tǒng)失去作用，或者GOOSE和SV插件出現(xiàn)故障也會(huì)使繼電保護(hù)失去作用。

2.2合并單元和智能終端對(duì)多臺(tái)保護(hù)設(shè)備的影響

對(duì)于智能變電站的繼電保護(hù)系統(tǒng)來說，合并單元和智能終端的保護(hù)設(shè)備不止一個(gè)。這樣一來，當(dāng)有電路的合并單元出現(xiàn)問題時(shí)，電力系統(tǒng)的保護(hù)設(shè)備就會(huì)停止運(yùn)行，就會(huì)造成大面積的供電系統(tǒng)繼電保護(hù)設(shè)備失去作用。

2.3設(shè)備老化、系統(tǒng)更新問題

智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維管理免不了要進(jìn)行硬件設(shè)備的維修、更新、替換。并且在繼電保護(hù)系統(tǒng)的使用中，由于系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間較長，如果不可以和新的智能電網(wǎng)相匹配，就需要進(jìn)行繼電保護(hù)系統(tǒng)的升級(jí)或者CPU換新。除此之外，室外的設(shè)備在自然環(huán)境中也容易受到腐蝕、積塵等損壞，造成裝備老化現(xiàn)象，影響繼電保護(hù)裝置的正常運(yùn)行。

三、110kV智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維措施

3.1110kV變壓器的保護(hù)運(yùn)維措施

一般而言，在智能變電站的繼電系統(tǒng)保護(hù)中，過程層對(duì)變壓器的保護(hù)形式均是采用了分布式的保護(hù)運(yùn)維結(jié)構(gòu)。也就是說，一般情況下，當(dāng)變壓器開啟工作狀態(tài)時(shí)，則系統(tǒng)會(huì)立啟動(dòng)差動(dòng)保護(hù)裝置，而后隨之啟動(dòng)后備保護(hù)裝置。而110kV變電站的變壓器保護(hù)運(yùn)維模式則不同于一般的變壓器保護(hù)，在110kV變壓器啟動(dòng)工作狀態(tài)時(shí)，可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)差動(dòng)保護(hù)與后備保護(hù)機(jī)能，使其可以得以雙重的保護(hù)。另外，對(duì)變壓器的保護(hù)運(yùn)維還要注意以下幾點(diǎn)要求，即：確保變壓器的周圍無積水和雜物，檢查和完善變壓器的防侵蝕措施，如果變壓器的灰塵較多時(shí)，要進(jìn)行及時(shí)的清理，定期對(duì)變壓器元件進(jìn)行檢查，檢查變壓器的聲音是否存在異常、溫度及濕度是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

3.2設(shè)備防干擾維護(hù)

正如上面所說智能變電站主要建立在網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的基礎(chǔ)上，其智能化程度較高，系統(tǒng)中所應(yīng)用的微機(jī)設(shè)備是智能變電站得以穩(wěn)定運(yùn)行的支撐條件，由于系統(tǒng)運(yùn)行中周邊環(huán)境磁場較強(qiáng)，容易對(duì)線路產(chǎn)生一定的干擾影響，甚至造成設(shè)備故障問題，加強(qiáng)設(shè)備的防干擾維護(hù)工作至關(guān)重要。對(duì)于微機(jī)設(shè)備來講，如果想降低電磁等能量場帶來的不利影響，必須要做好接地措施，在微機(jī)設(shè)備的安裝過程中重視外殼與地面的連接，從而達(dá)到微機(jī)設(shè)備的保護(hù)效果。另外，除了接地操作以外，微機(jī)設(shè)備還面臨諸多外部干擾，面臨這種情況進(jìn)行設(shè)備維護(hù)就需要積極尋找干擾源，有針對(duì)的排除干擾問題，為微機(jī)運(yùn)行創(chuàng)造良好的工作環(huán)境，提高設(shè)備的抗干擾能力。

3.3對(duì)間隔合并單元故障的維護(hù)

就當(dāng)前的智能變電站建設(shè)水平與運(yùn)行狀況來看，間隔合并單元故障是一種最為常見的故障類型，也就是說，合并單元是智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備當(dāng)中的薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)此，需要運(yùn)維人員加以重視，總結(jié)豐富的運(yùn)維經(jīng)驗(yàn)，保證故障發(fā)生時(shí)能夠快速、準(zhǔn)確地判斷故障原因，并通過先進(jìn)的技術(shù)手段降低相關(guān)故障的發(fā)生率。例如，在單套配置的間隔當(dāng)中，有可能發(fā)生合并單元故障，故障發(fā)生后，運(yùn)維人員需要在第一時(shí)間發(fā)出“斷開”申請(qǐng)，即讓發(fā)生故障的間隔單元的開關(guān)及時(shí)斷開，并退出運(yùn)行。當(dāng)合并單元故障發(fā)生在雙套配置的間隔當(dāng)中時(shí)，運(yùn)維人員需要作出如下反應(yīng)：將單線間隔與故障位置對(duì)應(yīng)的保護(hù)出口壓板退出運(yùn)行，同時(shí)將故障位位置對(duì)應(yīng)的保護(hù)母線裝置退出運(yùn)行。當(dāng)發(fā)生合并單元故障問題時(shí)，退出處理能夠避免故障影響的進(jìn)一步擴(kuò)散，并為運(yùn)維人員獲取到充足的維護(hù)時(shí)間。

3.4開關(guān)柜運(yùn)維

隨著變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)使用時(shí)間的增長，用電負(fù)荷和配變?nèi)萘恳搽S之不斷的增長，開關(guān)會(huì)出現(xiàn)了開關(guān)拒合的現(xiàn)象，經(jīng)研究，引起這種故障的原因有二：①由于承載該開關(guān)的線路出現(xiàn)相間短路問題；②由于開關(guān)的節(jié)點(diǎn)焊死或合閘卡住不能恢復(fù)其位置等故障造成。經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行合閘時(shí)沖擊電流對(duì)設(shè)備會(huì)造成一定影響。當(dāng)開關(guān)剛剛開始啟用時(shí)，沖擊電流受較小的供電負(fù)荷影響也比較小，保護(hù)裝置無法起到作用；隨著使用時(shí)間的增長，供電負(fù)荷也不斷增長，導(dǎo)致沖擊電流逐步增大，當(dāng)電流值達(dá)到開啟保護(hù)裝置的臨界點(diǎn)時(shí)，開關(guān)就會(huì)拒合。所以只要將其運(yùn)行方式稍作改變，沖擊電流就可以有效減小，此時(shí)開關(guān)就可以順利合閘。

3.5線路的保護(hù)運(yùn)維措施

在110kV智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)維中，必須要首先保證變電站的運(yùn)行狀態(tài)與繼電保護(hù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)相連。同時(shí)，要求在保護(hù)中，變電站的線路間隔之間要與設(shè)備的監(jiān)控裝置相連接，從而實(shí)現(xiàn)變電站的智能系統(tǒng)終端與Goose網(wǎng)絡(luò)環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)交換及信息的交流。

結(jié)語

綜上，智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維工作中，一些問題依然存在，繼電保護(hù)系統(tǒng)的相關(guān)工作人員要對(duì)運(yùn)行維護(hù)上的一些問題進(jìn)行深入分析探討，并積極研究適合的解決方案。本文主要是對(duì)110kV智能變電站繼電保護(hù)系統(tǒng)的運(yùn)維常見問題進(jìn)行分析與解決，并提出了一些常見運(yùn)維策略，望以此可以給相關(guān)運(yùn)維管理方面的工作提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1]杜昌林.淺談110kV智能變電站繼電保護(hù)問題[J].科研，2015（29）：245～246.

[2]曾靜.110kV智能變電站繼電保護(hù)配置研究[J].華東科技：學(xué)術(shù)版，2015（4）：249.

許婷（1993.06-），女，甘肅慶陽人，四川大學(xué)電氣工程及其自動(dòng)化專業(yè)本科生，助理工程師，高級(jí)工，單位：國網(wǎng)甘肅省電力公司慶陽供電公司

郵寄地址 ；北京市通州區(qū)馬駒橋鎮(zhèn)一號(hào)橋南合生世界村H區(qū)2號(hào)樓1408室，白秀麗，18410119989；