關(guān)健珊

(廣東電網(wǎng)有限責任公司佛山供電局，廣東 佛山 528300)

1 引言

自動化變電站在智能電網(wǎng)的發(fā)展過程中起到了關(guān)鍵性的支撐作用，自動化變電站的發(fā)展為傳統(tǒng)變電站運行維護帶來了全新的變革方向[1]。在智能化變電站的繼電保護過程中，應對繼電保護的方法進行實時的深入研究，與當代自動化變電站的繼電保護要求緊密結(jié)合在一起，最顯著的變化在于由傳統(tǒng)的微機保護裝置轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄茉O(shè)備(智能終端)。因此，將電力系統(tǒng)的發(fā)展與電網(wǎng)建設(shè)的需求緊密結(jié)合，可增加設(shè)備的使用年限與成本效益。本文將變電站自動化系統(tǒng)結(jié)合建設(shè)工程的繼電保護裝置運營存在的問題進行了探討分析，為自動化變電站繼電站保護問題提供更為技術(shù)性、實用性的配置方案[2]。

2 變電站自動化系統(tǒng)繼電設(shè)備維護存在的問題

2.1 自動化繼電保護裝置工作模式

自動化繼電保護裝置具有操作便捷、數(shù)據(jù)檢索高效、信息收集范圍廣等優(yōu)勢，基本工作模式見圖1。

圖1 自動化繼電保護裝置基本工作模式

自動化繼電保護裝置通過PC完成變電站工作狀態(tài)下的操作檢測，能夠?qū)⒆詣踊^電保護裝置工作狀態(tài)下的獲取的數(shù)據(jù)信息傳達測量、控制、保護等命令，在自動化檢測結(jié)束后，系統(tǒng)通過無線網(wǎng)絡(luò)、網(wǎng)線等將收集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一處理并形成可行性報告，實現(xiàn)自動化繼電保護裝置“一鍵式”工作模式。自動化繼電保護裝置一般主要包括個人PC、檢測端、檢測儀、被測裝置、網(wǎng)線、無線網(wǎng)絡(luò)等，通過網(wǎng)線連接交換機實現(xiàn)互聯(lián)，檢測儀和被測裝置通過檢測線進行連接。

2.2 內(nèi)部設(shè)備復雜

結(jié)合現(xiàn)有的自動化變電站建造工作來看，可知在建設(shè)自動化變電站時所采用的建材都是較為新型的建設(shè)材料。最容易出現(xiàn)的問題就是在應用過程中與傳統(tǒng)設(shè)備不匹配的問題。傳統(tǒng)變電站內(nèi)部所使用的設(shè)備在出現(xiàn)故障時不能與新興的建材進行兼容，導致在實際的工作過程中產(chǎn)生不良后果。自動化變電站中常出現(xiàn)的內(nèi)部設(shè)備為電子感應設(shè)備，主要功能是在變電站進行工作的過程中利用遠程控制系統(tǒng)對電能進行輸出，在借助智能控制技術(shù)(Intelligent control)以及遠程控制技術(shù)(Remote control)的同時，整體保證電力系統(tǒng)的正常運行。現(xiàn)有的傳統(tǒng)變電站使用時長較為久遠，常出現(xiàn)設(shè)備老化的現(xiàn)象以及運行不穩(wěn)定的工作情況，對變電站的工作以及設(shè)備應用效率造成嚴重影響。在設(shè)備內(nèi)部線路中若出現(xiàn)自動化變電站相排斥的現(xiàn)象，設(shè)備性能的不穩(wěn)定發(fā)揮，為整個自動化變電站的信號傳遞帶來阻礙，降低變電站的工作效率[3]。

2.3 自動化變電站運行信息保密程度不高

智能變電站的信號傳遞過程中需要借助前期模擬搭建的數(shù)字模型，在設(shè)備傳遞信號時，區(qū)域網(wǎng)絡(luò)需要針對數(shù)據(jù)進行分析再得以統(tǒng)計，對同一類別的信息進行針對性匯總，確保在自動化變電站進行信息傳播時，能夠在保持設(shè)備穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上提高設(shè)備的工作效率[4]。但目前現(xiàn)有的變電站信息傳播方式實施情況反映了安全防護性能較差的缺陷，由于變電站容易受到外部因素的影響，在進行信息傳遞的過程中系統(tǒng)運行不良，降低信息傳播的精準性。綜上所述，在自動化變電站的建設(shè)過程中對體統(tǒng)安全性能的考慮是至關(guān)重要的。

3 自動化繼電保護裝置的結(jié)構(gòu)特點

3.1 常規(guī)的微機保護與自動化保護的硬件方面的差界

在自動化變電站的微機保護裝置中主要應用的硬件結(jié)構(gòu)主要分為以下幾個方面(見圖1)。自動化繼電保護裝置的電子感應器的主要功能是對數(shù)據(jù)信息進行采集，與傳統(tǒng)的微機保護裝置的數(shù)據(jù)收集形式不同且硬件結(jié)構(gòu)也存在較大的差異性。自動化保護裝置的硬件主要包括數(shù)據(jù)采樣單元、信號處理單元、邏輯處理單元、通信接口等。微機保護裝置配置的信號處理器單元主要對開關(guān)量輸入以及執(zhí)行元件進行管理；數(shù)據(jù)采集器與邏輯處理單元針對采集到的的數(shù)據(jù)進行歸類整理以便于進行最終的人機對話以及數(shù)據(jù)通信。

圖2 常規(guī)保護裝置硬件結(jié)構(gòu)

3.2 自動化繼電保護裝置的接口實現(xiàn)方式

電子式互感器在自動化變電站中處于主要信息技術(shù)的應用地位，其工作過程主要是通過光纖采集到數(shù)據(jù)信息，再以逛數(shù)字信號的方式將數(shù)據(jù)信息傳送至通信低壓端，最后在對數(shù)據(jù)的歸類處理下對滿足規(guī)范要求的數(shù)字量進行最終輸出。在最終接收到的數(shù)據(jù)信息形式是以數(shù)字量的采樣值方式通過光纖進行的，以至于在信息傳播中不含有高次諧波(High-order harmonic)。在即將合并的數(shù)據(jù)信息中可直接變換為用于樓價保護的電信號采集值，規(guī)避了在數(shù)據(jù)信息傳遞過程中中間環(huán)節(jié)造成的數(shù)據(jù)采樣誤差情況的出現(xiàn)。由此可見在與自動化變電站實際情況結(jié)合后采用的對點通信方式(分為執(zhí)行單元以及中央處理單元)，直接決定了在自動化變電系統(tǒng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復雜程度，對保護接口的具體鏈接方式進行了直接網(wǎng)絡(luò)通信的工作方法[5]。

4 自動化變電站系統(tǒng)繼電保護運行維護的詳細措施

繼電保護裝置在變電站自動化系統(tǒng)的運行過程中，常出現(xiàn)由各類原因?qū)е碌墓收?，所以對自動化變電站的定時檢修管理是十分必要的，用以保障變電站的運行能力得以充分發(fā)揮。在一般情況下，自動化變電站的繼電保護裝置普遍都具有較強的自主修復能力以及儲存數(shù)據(jù)故障能力，工作人員主要應從繼電器的全局性以及個性兩大方面進行考慮，主要目的是降低繼電器在整個自動化系統(tǒng)中的主體地位，協(xié)調(diào)繼電器局部區(qū)域與整個自動化系統(tǒng)的故障。

圖3 自動化系統(tǒng)繼電保護裝置硬件結(jié)構(gòu)

4.1 故障維護方案

4.1.1 終端故障

變電站自動化系統(tǒng)繼電保護過程中若智能終端出現(xiàn)問題，需首先查看設(shè)備開關(guān)跳閘的部位是否出現(xiàn)故障。在實際的應用過程中需要對自動化變電站中的運行設(shè)備的跳合閘做好實施監(jiān)管，在繼電保護過程中，如若發(fā)生故障警報需及時對合閘部位進行故障處理，再對智能終端的故障原因進行進一步探究，找到關(guān)鍵原因。

4.1.2 交換機故障

交換機在變電站自動化系統(tǒng)繼電保護過程中也極易出現(xiàn)問題，引起交換機出現(xiàn)問題的原因類型較多，所以對其的故障排除過程也較繁瑣。在實際故障排除的過程中，需要對GOOSE的網(wǎng)絡(luò)信號圖進行初步的分析對比，對交換機的類型進行鎖定，在結(jié)合串聯(lián)交換機的故障情況后，對鏈路進行故障判斷，及時解決交換機出現(xiàn)的故障問題[6]。

4.2 干擾信號對繼電保護設(shè)備的影響

在以往的變電站自動化繼電保護工作經(jīng)驗中可得知低壓變電網(wǎng)絡(luò)相對高壓變電網(wǎng)絡(luò)的的復雜程度較低。在低氣壓電路網(wǎng)絡(luò)的工作狀態(tài)中電壓變換過于頻繁，使低氣壓電場的工作狀態(tài)更為難以預料，在磁場變化較大的繼電保護工作環(huán)境中，可將電氣設(shè)備的開關(guān)安裝于室內(nèi)(尤其是夏季)，減少因散熱不及時造成的設(shè)備工作壽命縮短等問題的出現(xiàn)[7]。在低壓的配電網(wǎng)絡(luò)中，直流電壓的變換幅度較大，增加了短路電流問題存在的威脅。直流電壓在浮動較大的情況下會造成對電氣設(shè)備自身適應參數(shù)的增加，對整個設(shè)備的運行造成了極大的影響。所以，在變電站自動化系統(tǒng)建立的過程中需要針對電子元件的實用性、安全性、效率性進行繼電保護電路的設(shè)計與規(guī)劃。

4.3 開發(fā)系統(tǒng)建立匹配度

在對變電器自動化繼電保護系統(tǒng)進行開發(fā)時，需要從全局的角度建立完整的聯(lián)系關(guān)系。在不同系統(tǒng)的互聯(lián)工作過程中需要著重關(guān)注轉(zhuǎn)換接口是否存在不匹配的問題，在與不同廠家進行互聯(lián)時能夠做到彼此兼容相互糅合，保證制造商與技術(shù)部門可以做到統(tǒng)一技術(shù)標準，徹底解決轉(zhuǎn)換接口匹配程度的問題。

5 結(jié)語

自動化變電站對于人類的生產(chǎn)生活具有促進意義，現(xiàn)今的科學技術(shù)水平仍存在較多的客觀因素，導致現(xiàn)存的自動化變電站系統(tǒng)中重難點問題尚未得到解決。需要國家相關(guān)的科研小組不斷對自動化變電站繼電保護問題進行優(yōu)化升級，以保障社會的供電安全。