謝曉清

國網(wǎng)江蘇省電力有限公司鎮(zhèn)江供電分公司 江蘇鎮(zhèn)江 212000

伴隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的不斷發(fā)展，國家電網(wǎng)體系的建設(shè)也在科學技術(shù)的推動下取得了長足發(fā)展。目前，智能變電站以其低成本、安全與高效的特點，在我國電力工業(yè)中得到廣泛的應用和推廣。智能化變電站運行過程中，繼電保護設(shè)備的運行高效率、穩(wěn)定性與可靠性是其運行的保證。因此，對智能變電站繼電系統(tǒng)設(shè)備的運行維護研究具有十分重要的意義，也是智能變電站持續(xù)發(fā)展與進步的保證。

1 智能變電站繼電保護的現(xiàn)存問題

1.1 外界因素影響

由于電力系統(tǒng)中智能變電站所占據(jù)的范圍漸漸擴大，客觀上要求相關(guān)技術(shù)人員秉持實事求是的工作原則，以保證智能變電站作用正常發(fā)揮為前提條件，靈活運用光纖通信技術(shù)，提高變電站作業(yè)效率。光纖通信技術(shù)被廣泛應用于智能變電站，但是受光纖通信技術(shù)應用范圍持續(xù)擴大的影響，可能造成變電站繼電保護裝置遭受不同程度的破壞，難以保證其運行有序性。結(jié)合智能變電站生產(chǎn)設(shè)備可發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)設(shè)備所處自然環(huán)境存在缺陷是造成智能變電站機電保護安全性不足問題的主要原因，尤其是現(xiàn)有的電力生產(chǎn)設(shè)備均需要使用光纖完成連接，一旦光纖受損則直接影響電力生產(chǎn)效率[1]。

1.2 數(shù)據(jù)傳輸影響

一般說來，智能變電站的日常工作均無法脫離交換機的支持，智能變電站對交換機的依賴性相對較強。智能變電站組網(wǎng)中數(shù)據(jù)信息傳輸流量相對較小，而如何充分發(fā)揮智能變電站的應用優(yōu)勢，優(yōu)化技術(shù)手段，得到越來越多從業(yè)人員的關(guān)注及重視。即便具體作業(yè)期間合理應用數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)能擴大數(shù)據(jù)信息的傳輸流量，但是此類技術(shù)屬于強制性增加數(shù)據(jù)信息傳輸流量的方法，存在影響數(shù)據(jù)信息處理能力的可能性。同時，現(xiàn)階段我國智能變電站發(fā)展速度相對迅猛，盡管工業(yè)以太網(wǎng)交換機穩(wěn)定性較強，但其穩(wěn)定性仍有待提升，一旦具體工作期間深受各方面因素的影響則極易出現(xiàn)無法滿足變電站實際工作需求的問題。

1.3 檢修安全隱患

與傳統(tǒng)變電站相比，智能變電站的二次設(shè)備使用、網(wǎng)絡通信及組織結(jié)構(gòu)均存在著明顯的差異，特別是制定具體檢修方案期間，較多突出問題亟待解決。同時，檢修智能變電站機電保護裝置時，其智能性特點仍突出于檢修工作之中。為了大幅度提升智能變電站遠程控制能力，相關(guān)技術(shù)人員必須合理配置軟壓板，以達到提升保護裝置總體性能的目標。但是應用軟壓板期間，可能造成不同程度的安全隱患，嚴重削弱遙控操作的準確性，對可視化效果產(chǎn)生極其不利的影響。此外，軟壓板數(shù)量大幅度增加后，極大程度上提升定期檢修的工作量及工作難度。

2 智能變電站繼電保護的穩(wěn)定性提升策略

2.1 變電站與繼電保護技術(shù)

繼電保護作為安全電網(wǎng)的第一道防線應迅速檢測到阻隔點，并對所有的故障點都能迅速隔離開。建造必須有四個特征：可靠性、速度性、靈敏性和有選擇性。繼電保護經(jīng)歷了整流型、晶體管型、集成電路、保護微計算機等等一系列的技術(shù)，但“四性”是電網(wǎng)的基本需求[2]。在不同的開發(fā)階段，繼電保護技術(shù)的四個特性也在不斷改善。根據(jù)電網(wǎng)的異常情況，繼電保護需要快速、精確并可靠地解決故障，計算電力系統(tǒng)的過渡問題信息，使用基波來解決問題，不同故障的時間范圍不同，算法也不同。繼電保護系統(tǒng)主要可以分為；模擬數(shù)據(jù)收集、A/D轉(zhuǎn)換、邏輯操作、輸入/輸出環(huán)節(jié)。模擬數(shù)據(jù)收集來自互感器，輸出到開關(guān)直至跳閘。通過微計算機的保護，保護裝置有效地解決了設(shè)備簡化與邏輯電路的問題，并擁有執(zhí)行功能。主設(shè)備和二級設(shè)備之間的交流信息主要由二次電纜進行。因為保護裝置必須是在出現(xiàn)故障的地方絕緣故障，簡化保護繼電保護系統(tǒng)連接將提高繼電保護的穩(wěn)定性與可靠性。

2.2 異常運行維護

2.2.1 合并單元故障

分析變電站故障后發(fā)現(xiàn)，合并單元故障的發(fā)生頻率最高，因此維修人員應重視對此故障潛在隱患的檢查和維修，并將其故障原因進行深入分析。如發(fā)生單臺機組配置故障，應及時報告給機組開關(guān)，同時使其停止運行；若出現(xiàn)雙臺機組配置間隔故障，則應先確定是否有合并機組故障發(fā)生。若出現(xiàn)故障，應在短時間內(nèi)對間隔和故障部件的保護出口壓板進行退出處理，并同時退出母線保護設(shè)備，確保故障能安全排除。

2.2.2 智能終端故障

智能變電所采用的智能終端為鑲嵌式終端，具備功耗低、集成度高等特點，主要負責開關(guān)設(shè)備跳合閘部分。當智能終端出現(xiàn)故障時，變電站運行的所有設(shè)備都可能受到影響。維修人員要高度重視這個故障，把終端出口退到相應的位置，防止終端因故障原因不能跳閘。此時應準確分析終端故障的原因，并及時進行處理，以保證系統(tǒng)的運行質(zhì)量[3]。

2.2.3 交換機故障

在交換機發(fā)生故障時，維護人員應根據(jù)監(jiān)控網(wǎng)絡圖和GOOSE網(wǎng)絡圖對交換機故障影響程度進行預測，從而準確判斷故障類型。若過程層中的“GOOSE網(wǎng)”間歇交換機發(fā)生故障，則可能影響“GOOSE鏈路”的構(gòu)成情況，此時便可認定為已失去了交換機連接保護裝置。

2.2.4 公用信號導致的網(wǎng)絡設(shè)備故障

公用信號在轉(zhuǎn)發(fā)過程中若發(fā)生網(wǎng)絡故障，將嚴重影響變壓器保護與母線保護等設(shè)備的正常工作，不利于電力系統(tǒng)的正常運行。所以維修人員需要經(jīng)常查看公用信號轉(zhuǎn)發(fā)網(wǎng)絡設(shè)備，觀察和記錄網(wǎng)絡位置和結(jié)構(gòu)，并以此為基礎(chǔ)確定故障范圍的數(shù)值，并請專業(yè)人員對故障進行處理，從而對繼電保護設(shè)備進行維修。

2.3 優(yōu)化組網(wǎng)結(jié)構(gòu)

在智能變電站中，通過對過程層交換機進行靜態(tài)組播、VLAN等技術(shù)進行流量控制，可以提高網(wǎng)絡帶寬利用率，減少交換機負載及網(wǎng)絡轉(zhuǎn)發(fā)延時，確保信息交換的時效性和有效性。以母差保護為例，母差保護和各間隔智能終端設(shè)備的信息交換量較大，對智能變電站繼電保護系統(tǒng)的母線制定保護方案時，必須有效使用母差保護裝置收集智能終端的數(shù)據(jù)信息，為實現(xiàn)繼電保護目標構(gòu)建良好基礎(chǔ)。但是實際工作中，技術(shù)并不能完美解決保護需求，使用該技術(shù)會導致母差保護裝置的實際容量降低，影響智能網(wǎng)絡的穩(wěn)定運行。為此，應合理使用VLAN或靜態(tài)組播技術(shù)，降低網(wǎng)絡風暴發(fā)生的可能，確保保護信息交換的時效性和有效性，提升保護系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性[4]。

2.4 制定檢修方案

從具體工作效果角度來看，智能變電站經(jīng)長期發(fā)展其總體技術(shù)水平呈明顯上升趨勢，尤其是經(jīng)變電站信息交互情況分析后能明確得出其技術(shù)進步結(jié)果。為了保證智能變電站檢修工作有序開展，相關(guān)技術(shù)人員應秉持實事求是的工作原則，盡量于檢修前期結(jié)合實際運行情況，制定科學合理的檢修方案，并且詳細探究及分析日常檢修期間是否需要停電處理，特別是變電站設(shè)備檢修期間是否需要進行停電處理，以形成科學合理的問題處理方案。同時，綜合考慮變電站的具體運行情況，選擇適宜的檢修方法，尤其是停電后及時調(diào)整設(shè)備運行參數(shù)，而對于不需要停電處理的設(shè)備則健全其繼電保護檢修流程，靈活運用各種技術(shù)手段，大力實施合并單元檢修作業(yè)。

2.5 分布式信息流配置

由于智能變電站是通過光纖對各種繼電保護設(shè)施進行連接，在智能變電站的各種類型故障中，網(wǎng)絡故障是比較嚴重的，而且解決起來比較困難。一方面是由于網(wǎng)絡信號在傳輸?shù)倪^程中情況比較復雜，路線比較多樣。而且由于光纖比較容易受到環(huán)境因素的影響，使得信號在傳輸?shù)倪^程中很有可能受到干擾。為了解決這一問題，使用分布式信息流網(wǎng)絡就是一種很好的方法[5]。不過需要注意的是，在使用分布式信息流網(wǎng)絡之前，變電站的信息一定要和通信標準一致，這樣信息也才能夠進行更為準確的接收和傳輸。而這一要求在傳統(tǒng)的變電站中幾乎是難以滿足的。分布式信息流網(wǎng)絡是一種將所獲得的電流和電壓信號通過特定的形式進行傳輸，并直接傳輸進sv網(wǎng)絡的一種形式。使用這種技術(shù)還要確保智能終端和智能變電站中的一次、二次設(shè)備實現(xiàn)良好連接，而且要確保同時連接，這樣才能共同組成GOOSE網(wǎng)絡，并在對應智能終端的操控下，實現(xiàn)跳閘和合閘等一系列操作。需要注意的是，技術(shù)人員需要按照特定的規(guī)范在母線和線路上安裝電子式電壓互感器，這樣能夠在檢測信號進入合并單元之后，將數(shù)據(jù)按照特定的方式傳輸給sv網(wǎng)絡。

2.6 優(yōu)化系統(tǒng)配置技術(shù)

在該項技術(shù)使用的過程中，還需要企業(yè)和工作人員進一步利用好變電站配置描述語言，以此來建立分層信息模型，并同時對模型的組成部分進行描述，從而促進配置信息的交換和互通。SCD文件描述信息的掌握，主要包括了以下幾個方面。即虛導線信息、自動裝置對應關(guān)系以及主接線信息等。通過對智能二次回路的連接，以及對單元信息和保護裝置信息交互處理的合并，也能夠進一步確定流量信號的位置。此外，在開入開出量虛擬二次回路的具體連接過程中，也能夠有效實現(xiàn)保護裝置信息和智能終端信息的交互[6]。屆時，就需要對雙向通信機制進行全方位地啟動，以此來實現(xiàn)內(nèi)部信息和外部信息的順利轉(zhuǎn)接。同時，通過高效的SCD文件管理，也能夠進一步提高文件的有效性，并同步實現(xiàn)管理措施的完善和與時俱進，使其成為SCD文件的強大保障。那么從具體的措施來看，首先是在智能變電站進行擴建的過程中，必然會間接性地改編SCD文件，以及虛回路，這就需要保證全部的擴建行為得到有效的監(jiān)控。其次則是需要針對通信配置做好進一步地調(diào)整工作，以此來保證配置信息的完整性，防止期間出現(xiàn)配置信息丟失的問題。最后，則是要智能變電站虛回路管理工作的順利展開，并同時保障二次回路工作狀態(tài)的全面有效監(jiān)控，以及對配置文件信息實施全方位地追溯和配置文件更改行為的阻止。

2.7 加強對數(shù)字化技術(shù)的應用

從過往的工作展開來看，由于過于依賴人工操作，那么在人工操作的過程中，便很容易導致一些失誤操作。屆時，結(jié)合我國近些年來數(shù)字化技術(shù)的高速發(fā)展，以及信息技術(shù)的高速發(fā)展，企業(yè)就可以加強對數(shù)字化技術(shù)的應用，以此來在最大程度上避免智能變電站繼電保護系統(tǒng)的故障發(fā)生。同時，通過對數(shù)字化技術(shù)的應用，也能夠進一步提高互感器的傳輸性能，有效降低故障問題的發(fā)生概率，使智能變電站繼電保護系統(tǒng)在實際運行的過程中，不需要在對二次回路短路、二次回路接地等一系列常見故障問題進行考慮。最后，則是通過數(shù)字化技術(shù)的應用，還能夠進一步提高供電質(zhì)量信息傳輸?shù)木珳识?，以及實時性，使智能變電站繼電保護系統(tǒng)的性能得到全方位地提高[7]。

3 結(jié)語

隨著電力技術(shù)水平的提升，大量的智能變電站投入到了電網(wǎng)當中，增加了電網(wǎng)管理的復雜性，對繼電保護系統(tǒng)有了更高要求。所以，必須加強對繼電保護系統(tǒng)的研究工作，加強在技術(shù)層面的創(chuàng)新，采取科學的管理制度，發(fā)揮繼電保護系統(tǒng)的作用。