余駿陽(yáng),李繼堯，李 輝，宋麟飛，李飛鵬，蔣 枝

(國(guó)網(wǎng)四川省電力公司檢修公司, 四川 成都 610042)

0 引 言

變電站各類(lèi)保護(hù)裝置作為二次系統(tǒng)重要組成部分，在繼電保護(hù)功能框架內(nèi)處于核心位置。保護(hù)裝置對(duì)變壓器、線路、電容電抗等設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)采取的措施，能有力確保人身安全威脅快速消除、電網(wǎng)影響范圍得到控制、相關(guān)聯(lián)設(shè)備損失盡可能最小化。以保護(hù)裝置為核心構(gòu)成的繼電保護(hù)體系是電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的基石。在高電壓等級(jí)的變電網(wǎng)絡(luò)中，脫離保護(hù)運(yùn)行是被嚴(yán)格禁止的。這也意味著保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)直接與一次設(shè)備能否正常投運(yùn)存在密切關(guān)聯(lián)，如何有效監(jiān)測(cè)和處置異常保護(hù)裝置極為重要。

隨著保護(hù)裝置自身監(jiān)測(cè)能力提升，通過(guò)采集保護(hù)裝置信號(hào)判別保護(hù)裝置運(yùn)行狀態(tài)已廣泛應(yīng)用，對(duì)采集信號(hào)進(jìn)行挖掘分析能夠有效預(yù)警和確認(rèn)裝置異常程度[1-4]。對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)的優(yōu)化研究逐步發(fā)展，其中：通過(guò)改進(jìn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)后端界面的友好性可以提升監(jiān)控人員的工作效率[5]，也有研究嘗試將具備采集保護(hù)裝置信號(hào)的站端系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，進(jìn)行廣域監(jiān)測(cè)，從而更加有效利用現(xiàn)有站端信息[6]；更有一些研究針對(duì)智能站網(wǎng)絡(luò)報(bào)文多提出了利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)或大數(shù)據(jù)方式進(jìn)行處置的方案[7-8]。但這些研究多忽略了實(shí)際中的問(wèn)題，即現(xiàn)在用來(lái)監(jiān)測(cè)設(shè)備狀態(tài)的信息量已經(jīng)從不足向過(guò)多跨越，由原有的信號(hào)缺乏使運(yùn)維人員不能發(fā)現(xiàn)保護(hù)裝置異常的難點(diǎn)，已經(jīng)轉(zhuǎn)向?yàn)樾盘?hào)太多使運(yùn)維人員無(wú)法高效排查實(shí)際異常的痛點(diǎn)。

下面討論了當(dāng)前變電站對(duì)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)的實(shí)際現(xiàn)狀，從監(jiān)測(cè)設(shè)備主體出發(fā)，對(duì)監(jiān)測(cè)方式、監(jiān)測(cè)內(nèi)容等方面展開(kāi)了分類(lèi)論述，并結(jié)合運(yùn)維實(shí)際討論了當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)存在的不足。針對(duì)現(xiàn)有保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)不足的現(xiàn)狀，試圖從減少重疊、降低負(fù)擔(dān)、有效分類(lèi)等關(guān)鍵點(diǎn)出發(fā)，提出并討論了幾個(gè)保護(hù)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)化方向。對(duì)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)本身異常的及時(shí)處置是正確可靠監(jiān)測(cè)保護(hù)設(shè)備狀態(tài)的基礎(chǔ)，為此討論了一套經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證有效的排查流程，從有效定位異常、臨時(shí)處置和高效報(bào)送3個(gè)層次提升現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行維護(hù)應(yīng)對(duì)二次保護(hù)裝置異常的能力。

1 變電站保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)的現(xiàn)狀

現(xiàn)有變電站自動(dòng)化系統(tǒng)已日趨完善，特別對(duì)于站端數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制(supervisory control and data acquisition，SCADA)系統(tǒng)，各后臺(tái)廠家在實(shí)踐中不斷改進(jìn)，逐漸形成了一套既符合現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)也基本滿足變電站實(shí)際需求的自動(dòng)化廠站監(jiān)控平臺(tái)，能夠做到站端信息應(yīng)收盡收、應(yīng)顯盡顯。與此同時(shí)，以站端通信管理機(jī)(或應(yīng)用服務(wù)器)加上主站平臺(tái)的前置服務(wù)器構(gòu)成的集中監(jiān)控平臺(tái)也同步發(fā)展成熟。上述2套系統(tǒng)的重要功能之一就是對(duì)廠站端包括保護(hù)裝置在內(nèi)的各類(lèi)設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控。除此之外，保護(hù)信息子站、錄波裝置、網(wǎng)絡(luò)報(bào)文分析儀等新輔助設(shè)備也直接或間接對(duì)保護(hù)裝置工作狀態(tài)進(jìn)行了有效監(jiān)測(cè)。下面將分類(lèi)對(duì)變電站保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)的應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行闡述，并結(jié)合運(yùn)行維護(hù)實(shí)際，指出其應(yīng)用中存在的缺點(diǎn)。

1.1 站端自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)

變電站自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)，實(shí)際上是SCADA系統(tǒng)應(yīng)用在變電站環(huán)境下一個(gè)具體化實(shí)例，其基本特點(diǎn)與SCADA系統(tǒng)一致。在對(duì)保護(hù)裝置進(jìn)行監(jiān)測(cè)方面，站端自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)主要依靠測(cè)控裝置和保護(hù)裝置自身對(duì)保護(hù)裝置工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控。具體地說(shuō)，硬接點(diǎn)信號(hào)一般通過(guò)測(cè)控裝置采集，軟信號(hào)通過(guò)保護(hù)裝置經(jīng)協(xié)議上送。

各類(lèi)信號(hào)中，硬接點(diǎn)信號(hào)較少，但部分信號(hào)具有唯一性，例如通過(guò)電源常閉接點(diǎn)傳遞的電源故障信號(hào)，該信號(hào)無(wú)法通過(guò)保護(hù)自身發(fā)出。隨著變電站保護(hù)裝置的不斷增多，硬信號(hào)存在2個(gè)主要短板：1)經(jīng)電路傳遞至測(cè)控再轉(zhuǎn)換為報(bào)文上送的流程，相較于保護(hù)裝置直接上送信號(hào)報(bào)文更為繁瑣，在實(shí)際中由于導(dǎo)線松動(dòng)、測(cè)控裝置異常等原因會(huì)造成漏報(bào)、誤報(bào)；2)其唯一性存在爭(zhēng)議，部分信號(hào)，例如裝置電源故障亦可以通過(guò)間接手段發(fā)現(xiàn)(通信中斷，或無(wú)正常心跳報(bào)文上送等)。

由于硬信號(hào)通常反應(yīng)嚴(yán)重問(wèn)題和總體異常，因而兩者在實(shí)際中會(huì)給運(yùn)行維護(hù)人員造成誤解，其原因在于監(jiān)控系統(tǒng)未能對(duì)軟硬節(jié)點(diǎn)進(jìn)行明顯區(qū)分。從事序列(sequence of event，SOE)和光字牌中運(yùn)行維護(hù)人員無(wú)從分辨其來(lái)源，只能通過(guò)經(jīng)驗(yàn)判別。

1.2 主站監(jiān)控系統(tǒng)

主站監(jiān)控系統(tǒng)主要通過(guò)站端前置機(jī)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)、站端遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置構(gòu)成，站端遠(yuǎn)動(dòng)通信裝置類(lèi)同于監(jiān)控系統(tǒng)；通過(guò)采集測(cè)控裝置和保護(hù)裝置的遙測(cè)信號(hào)實(shí)現(xiàn)對(duì)保護(hù)裝置狀態(tài)的監(jiān)測(cè)；通過(guò)60870-5-104協(xié)議經(jīng)調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)與主站前置進(jìn)行通信。主站前置系統(tǒng)采集多個(gè)站點(diǎn)信息，顯示異常狀態(tài)并及時(shí)發(fā)出報(bào)警，告知集中監(jiān)控人員。

由于在實(shí)際中遠(yuǎn)動(dòng)通信管理機(jī)多采用與后臺(tái)監(jiān)控服務(wù)器相同的采集數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)出得到，且對(duì)于新站，更多后臺(tái)廠家更將遠(yuǎn)動(dòng)通信應(yīng)用化，運(yùn)行于服務(wù)器之上，此時(shí)遠(yuǎn)動(dòng)應(yīng)用大多與后臺(tái)采用完全相同的遙測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，僅增加通信點(diǎn)表用于上傳至主站。如此，遠(yuǎn)動(dòng)通信管理機(jī)或服務(wù)器與站端監(jiān)控系統(tǒng)的信息來(lái)源完全一致。

主站監(jiān)控相對(duì)于站端監(jiān)控增加了在主站發(fā)現(xiàn)異常、分析異常、通知站端的這個(gè)步驟，而站端收到通知后仍需按照固有步驟處置異常，如圖1所示。由于其采集來(lái)源、方式一致，主站監(jiān)控和站端監(jiān)控的重疊性極大，主站監(jiān)控系統(tǒng)存在和站端監(jiān)控同樣的短板，同時(shí)還受到主站—站端聯(lián)絡(luò)這一流程不確定性的附加影響。

圖1 主站和站端監(jiān)控異常信息流的傳遞

1.3 保護(hù)信息子站

保護(hù)信息子站，顧名思義就是對(duì)保護(hù)信息設(shè)備信息進(jìn)行歸納匯總，采集其動(dòng)作、運(yùn)行信息[9]，同時(shí)保護(hù)信息子站還在實(shí)際應(yīng)用中接入故障錄波裝置等設(shè)備，豐富其信息采集的廣度和深度。

但由于保護(hù)信息子站在認(rèn)知中，僅作為輔助裝置存在，其信息在站端和主站均不受重視，更多作為一種補(bǔ)充性質(zhì)和歷史故障回顧性質(zhì)的設(shè)備存在。同時(shí)，考慮保護(hù)信息子站在二次網(wǎng)絡(luò)中處于非實(shí)時(shí)II區(qū)，其實(shí)時(shí)性也無(wú)法得到保證。在變電站的實(shí)際運(yùn)維中，運(yùn)行維護(hù)人員甚少關(guān)注保護(hù)信息子站的動(dòng)作信息，僅僅對(duì)保信子站設(shè)備本身的狀態(tài)和其與主站鏈路狀態(tài)的異常進(jìn)行跟蹤和維護(hù)，忽略了保護(hù)信息裝置采集信息本身的價(jià)值。

1.4 其他輔助設(shè)備

在前述三大類(lèi)設(shè)備之外，站端還有部分設(shè)備同樣具有對(duì)保護(hù)設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的功能。例如故障錄波裝置、智能站中普遍配備的網(wǎng)絡(luò)報(bào)文記錄分析裝置等，均可以間接方式反應(yīng)站內(nèi)保護(hù)設(shè)備異常情況，即設(shè)備在特定異常時(shí)，此類(lèi)輔助設(shè)備無(wú)法正常完成其業(yè)務(wù)交互，從而產(chǎn)生相應(yīng)告警。在這些設(shè)備本體出現(xiàn)異常的同時(shí)，部分設(shè)備還會(huì)將此類(lèi)異常作為一個(gè)總的異常信息上送至監(jiān)控和遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)，告知運(yùn)行維護(hù)和監(jiān)控人員。

1.5 小 結(jié)

從總體考察現(xiàn)有保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)的體系，考慮到大部分裝置異常信號(hào)來(lái)源完全一致(保護(hù)裝置自身)的前提下，多個(gè)監(jiān)測(cè)設(shè)備的存在，在提供更多信號(hào)冗余性的同時(shí)，也增添了重復(fù)性和復(fù)雜性，瑜不掩瑕。

隨著變電站少人或無(wú)人運(yùn)行維護(hù)體系的不斷推廣，站端保護(hù)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)的實(shí)際執(zhí)行單一、強(qiáng)度弱。當(dāng)前，因?yàn)槿藛T配置的減少、運(yùn)行維護(hù)工作繁雜、站端監(jiān)控信號(hào)過(guò)多、異常狀態(tài)信號(hào)不明確等原因，保護(hù)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)在內(nèi)的站端運(yùn)行感知已經(jīng)越發(fā)依賴(lài)于主站監(jiān)控：在無(wú)人站，裝置的異常告知完全依賴(lài)于主站通知；有人值守站也由于人員和工作強(qiáng)度因素而更加傾向于由主站監(jiān)控人員通知，而不是通過(guò)站端信號(hào)分辨是否存在需要處置或進(jìn)一步驗(yàn)證的保護(hù)裝置異常。順應(yīng)智能化和少人化的要求而導(dǎo)致的異常確認(rèn)模糊和處置緩慢值得關(guān)注。

2 保護(hù)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)的優(yōu)化

由上可知，在實(shí)際變電站對(duì)繼電保護(hù)等保護(hù)設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)中，無(wú)論是監(jiān)測(cè)設(shè)備主體、監(jiān)測(cè)實(shí)施方式以及監(jiān)測(cè)功能上均存在較多冗余。過(guò)多的狀態(tài)監(jiān)測(cè)冗余不但不能提升裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)的可靠性，反而降低了狀態(tài)監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性，減緩了運(yùn)行維護(hù)人員的反應(yīng)速度，甚至直接影響設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。

結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，提出可以通過(guò)減少硬接點(diǎn)信號(hào)、簡(jiǎn)化信號(hào)展示、合理篩選處理信號(hào)、增加信號(hào)來(lái)源等方式進(jìn)行改進(jìn)，以期達(dá)到增強(qiáng)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)水平、減少無(wú)謂時(shí)間浪費(fèi)、提升站端二次系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。

2.1 減少對(duì)硬接點(diǎn)信號(hào)的依賴(lài)

逐步減少并最終消除對(duì)硬接點(diǎn)信號(hào)的采集和依賴(lài)從長(zhǎng)遠(yuǎn)看是必要的。以電源掉電和CPU板件故障為例，在實(shí)際運(yùn)維中處置此類(lèi)異常的操作，與其他引發(fā)非硬接點(diǎn)信號(hào)的異常是完全一樣的。從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)，對(duì)于此類(lèi)故障，盡管在處置初期無(wú)法分辨故障的根本來(lái)源，但不會(huì)對(duì)處置行為(停用設(shè)備、隔離動(dòng)作回路等)的正確性產(chǎn)生影響。運(yùn)行維護(hù)人員在出現(xiàn)異常后，均需到達(dá)保護(hù)裝置現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行檢查，鑒于設(shè)備自身的面板或信號(hào)顯示已經(jīng)統(tǒng)一完備，運(yùn)行維護(hù)人員能夠輕易在現(xiàn)場(chǎng)確定實(shí)際故障點(diǎn)。

與硬信號(hào)帶來(lái)的信號(hào)冗雜、傳遞繁瑣相比較，在監(jiān)控信號(hào)上犧牲部分明確性是對(duì)整個(gè)監(jiān)控體系有益的。進(jìn)一步，更少甚至消除硬接點(diǎn)信號(hào)意味著公用測(cè)控裝置的減少、電纜使用的減少，可在走向智能站間隔層網(wǎng)絡(luò)少電纜化的道路上實(shí)現(xiàn)跨越。

2.2 簡(jiǎn)化非必要信號(hào)的展示

站端、主站后臺(tái)，保護(hù)信息子站和錄波裝置等設(shè)備一般均接入了大部分甚至所有保護(hù)裝置所能提供的信號(hào)節(jié)點(diǎn)。在新的保護(hù)裝置信號(hào)更加細(xì)化以及保護(hù)裝置的軟信號(hào)上送能力不斷提升的當(dāng)前，信號(hào)缺失已不再是問(wèn)題，新的問(wèn)題是信號(hào)過(guò)多帶來(lái)的困擾。變電站端監(jiān)控在后臺(tái)畫(huà)面繪制時(shí)，常常將異常信號(hào)狀態(tài)的光字不加以挑選地按間隔分頁(yè)鋪滿整個(gè)屏幕，運(yùn)維人員難以準(zhǔn)確分辨關(guān)鍵的異常信號(hào)，對(duì)異常的程度判定造成困難。實(shí)際中，一個(gè)間隔光字屏幕包含了該間隔的近百個(gè)信號(hào)，當(dāng)保護(hù)裝置CPU板故障時(shí)，曾出現(xiàn)過(guò)幾十個(gè)信號(hào)同時(shí)閃爍，運(yùn)維人員難以辨別的事件。

因而，簡(jiǎn)化后臺(tái)信號(hào)的展示是有必要的。通過(guò)不顯示非必要信號(hào)或者過(guò)增加子頁(yè)面的形式，僅在間隔頁(yè)面顯示關(guān)鍵信號(hào)、總信號(hào)，來(lái)幫助運(yùn)行維護(hù)人員快速判定故障的范圍和程度。應(yīng)注意，簡(jiǎn)化非必要信號(hào)的展示并不等于不采集、不使用這些信號(hào)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)在后臺(tái)通過(guò)SOE的方式記錄這些信號(hào)，用于后期分析、報(bào)告撰寫(xiě)等用途。

2.3 分類(lèi)、分級(jí)、合并處理信號(hào)

在簡(jiǎn)化關(guān)鍵信號(hào)顯示的同時(shí)，對(duì)信號(hào)進(jìn)行智能分類(lèi)、分級(jí)、合并處理也應(yīng)一并開(kāi)展。除開(kāi)光字信號(hào)，運(yùn)維人員常通過(guò)SOE觀察基于時(shí)間的異常發(fā)生記錄。對(duì)于狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，各信號(hào)均會(huì)以發(fā)出和復(fù)歸兩種狀態(tài)顯示在SOE中進(jìn)行展示，同時(shí)，較新的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)按照系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)后臺(tái)預(yù)設(shè)的類(lèi)型以顏色等方式標(biāo)記信號(hào)是否為警告、提示等。但以上特性并不能減小對(duì)裝置異常的分析負(fù)擔(dān)，運(yùn)行維護(hù)及檢修人員仍需要在數(shù)十甚至數(shù)百條信息中，提取關(guān)鍵的時(shí)間節(jié)點(diǎn)，確定異常的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程。

在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的后臺(tái)軟件上著手，對(duì)信號(hào)進(jìn)行智能分類(lèi)、分級(jí)并采用適當(dāng)合并處理的方式使得SOE信息清晰化。具體說(shuō)來(lái)，首先，應(yīng)明確標(biāo)識(shí)信號(hào)的發(fā)出和復(fù)歸作為一對(duì)信號(hào)進(jìn)行展示或處理；其次，應(yīng)基于時(shí)間和裝置個(gè)體，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分類(lèi)后再進(jìn)行合并處理，并在必要時(shí)可以展開(kāi)顯示時(shí)間段內(nèi)的所有信號(hào)；再次，應(yīng)根據(jù)信號(hào)的重要性，例如是否為總信號(hào)，是否為關(guān)聯(lián)到光字的信號(hào)等，對(duì)信號(hào)進(jìn)行分級(jí)，對(duì)高級(jí)別信號(hào)進(jìn)行突出顯示；最后，軟件應(yīng)增加“有選擇性地標(biāo)識(shí)”和“導(dǎo)出信號(hào)”的功能，便于進(jìn)一步分析。

2.4 增加信號(hào)接入并標(biāo)識(shí)來(lái)源

當(dāng)前站端和主站的后臺(tái)監(jiān)控僅基于測(cè)控裝置作為狀態(tài)監(jiān)測(cè)消息源，浪費(fèi)了其他設(shè)備提供的信息。應(yīng)加強(qiáng)對(duì)支持61850協(xié)議設(shè)備的推廣，并加快后臺(tái)系統(tǒng)對(duì)于其他輔助監(jiān)測(cè)設(shè)備的信號(hào)接入能力，實(shí)現(xiàn)多信號(hào)源交叉接入，并結(jié)合對(duì)信號(hào)的展示優(yōu)化、分類(lèi)分級(jí)優(yōu)化，在一個(gè)間隔異常的時(shí)間段內(nèi)綜合多個(gè)消息源，增強(qiáng)其可信度，夯實(shí)具體信息。在此之外，通過(guò)對(duì)每條信號(hào)的來(lái)源進(jìn)行標(biāo)識(shí)，能夠幫助運(yùn)行維護(hù)、檢修人員從多角度準(zhǔn)確分析異常。

在信號(hào)增多、設(shè)備性能增強(qiáng)的情況下，針對(duì)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)信號(hào)的優(yōu)化，能夠更好幫助運(yùn)行維護(hù)人員發(fā)現(xiàn)異常、排查異常、分析異常，更好實(shí)現(xiàn)站端或主站端一個(gè)平臺(tái)、多個(gè)接入、提示關(guān)鍵、信息詳實(shí)、異?？砂l(fā)現(xiàn)、故障可處置、事件可回溯，提升變電站運(yùn)維水平進(jìn)一步提升。

2.5 小 結(jié)

根據(jù)裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是基于測(cè)控、遠(yuǎn)動(dòng)系統(tǒng)的監(jiān)控系統(tǒng)的實(shí)際，為更好地展示信號(hào)、利于運(yùn)行維護(hù)人員進(jìn)行故障排查、增加可信度，從精簡(jiǎn)、突出、多源等方向提出了優(yōu)化方案。

對(duì)當(dāng)前設(shè)備監(jiān)測(cè)的優(yōu)化應(yīng)在信號(hào)采集和顯示進(jìn)行優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)軟件界面、邏輯、功能的開(kāi)發(fā)，減少人工干預(yù)，智能化處置信號(hào)，利用強(qiáng)大的計(jì)算機(jī)算力減少人員負(fù)擔(dān)。

3 狀態(tài)監(jiān)測(cè)異常的故障處置

變電站保護(hù)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)的存在，大大提升了變電站二次系統(tǒng)的運(yùn)維水平，有利于電網(wǎng)設(shè)備穩(wěn)定安全運(yùn)行。但當(dāng)前，不論保護(hù)裝置狀態(tài)監(jiān)測(cè)的重疊性和復(fù)雜性，單純觀察現(xiàn)有運(yùn)行維護(hù)人員在應(yīng)對(duì)異常出現(xiàn)時(shí)的反應(yīng)，仍然存在許多漏洞和不足。針對(duì)跳閘等突發(fā)事件，運(yùn)行維護(hù)水平高的變電站通過(guò)對(duì)各類(lèi)預(yù)案的培訓(xùn)，能夠較好地處置。但對(duì)于各類(lèi)保護(hù)裝置的異常處置，仍依賴(lài)于個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，撒網(wǎng)式對(duì)異常信號(hào)的搜尋以及無(wú)條件依賴(lài)于對(duì)二次專(zhuān)業(yè)人員的求助，缺乏條理、過(guò)程混亂、處置低效。

事實(shí)上，對(duì)于保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)設(shè)備的故障處置，按照時(shí)間先后順序，可以分為3個(gè)關(guān)鍵步驟進(jìn)行處置：定位監(jiān)測(cè)設(shè)備故障、監(jiān)視失效時(shí)的臨時(shí)處置、異常狀況的報(bào)送。

3.1 定位設(shè)備故障

首先，快速、正確定位故障源應(yīng)是理清裝置異常的前提。正確定位故障又應(yīng)根據(jù)監(jiān)控后臺(tái)信息找到異常影響的范圍：若是異常范圍局限在一臺(tái)設(shè)備，可以認(rèn)為異常源出自于該設(shè)備；但若異常信息指向的設(shè)備廣，則應(yīng)考慮狀態(tài)監(jiān)測(cè)設(shè)備自身或電源故障等。在站控層廣泛應(yīng)用IEC 61850協(xié)議的當(dāng)下，裝置模型中信號(hào)多，若設(shè)備出現(xiàn)嚴(yán)重異常，信號(hào)數(shù)量會(huì)較大，此時(shí)應(yīng)忽略異常設(shè)備具體的異常信號(hào)，先明確異常設(shè)備的數(shù)量和范圍，排除引發(fā)大面積異常設(shè)備的情形，再進(jìn)一步分析可能的異常來(lái)源。

在進(jìn)一步確認(rèn)保護(hù)設(shè)備異常的過(guò)程中，應(yīng)能夠找準(zhǔn)關(guān)鍵異常信息，避免錯(cuò)誤判斷異常實(shí)質(zhì)。具體說(shuō)，要避免自身設(shè)備以及關(guān)聯(lián)設(shè)備的冗余信號(hào)干擾：一方面，要排除設(shè)備自身由于異常發(fā)出的干擾信息，按照邏輯先后的順序鎖定引發(fā)連鎖異常的頭部異常源；另一方面，要排除由于本設(shè)備異常導(dǎo)致的關(guān)聯(lián)設(shè)備異常，例如線路保護(hù)裝置故障可能引起存在虛端子連接的母線保護(hù)、斷路器保護(hù)異常等。

另外，定位故障除了發(fā)現(xiàn)異常設(shè)備、關(guān)鍵的異常消息之外，還隱含著確認(rèn)故障程度的要求。在監(jiān)控信號(hào)中，信號(hào)不僅會(huì)指出設(shè)備自身偵測(cè)到的問(wèn)題，同時(shí)還會(huì)不同程度地給出設(shè)備自身邏輯給出的“處置”，例如閉鎖、失效等。應(yīng)以相關(guān)信號(hào)作為參考，確定異常的嚴(yán)重性：是否影響了全部功能，是否使得關(guān)聯(lián)設(shè)備功能無(wú)效，是否存在擴(kuò)大的可能等等。定位故障的整個(gè)流程如圖2所示，對(duì)異常范圍和程度有初步判斷，能夠更好指導(dǎo)對(duì)異常的臨時(shí)處置以及在與上級(jí)溝通時(shí)提供更多信息。

圖2 定位設(shè)備故障流程

3.2 臨時(shí)處置異常

保護(hù)設(shè)備異常發(fā)出后，應(yīng)采取對(duì)應(yīng)的臨時(shí)處置措施。確定采取何種臨時(shí)處置措施的前提是了解以下兩點(diǎn)：異常的當(dāng)前影響和異常的可能發(fā)展。其中異常的當(dāng)前影響包含了范圍和程度，即有多少設(shè)備出現(xiàn)了異常，和這些異常對(duì)設(shè)備的運(yùn)行是否產(chǎn)生了實(shí)質(zhì)性的影響。而異常的可能發(fā)展實(shí)際上是異常狀態(tài)是否長(zhǎng)期保持，是否出現(xiàn)了新的異常等。

根據(jù)不同的影響和故障的發(fā)展，在向上級(jí)進(jìn)行異常情況報(bào)送之前，運(yùn)行維護(hù)人員可以采取不同的措施控制異常進(jìn)一步惡化，如表1所示。

表1 臨時(shí)處置措施

需要注意的是，上述討論均基于異常不會(huì)導(dǎo)致一次設(shè)備丟失保護(hù)的情況，即雙重性保護(hù)體系仍可以確保線路等間隔不丟失保護(hù)。若異常已經(jīng)影響了間隔的所有保護(hù)，則應(yīng)首先考慮聯(lián)系上級(jí)采取措施停運(yùn)被保護(hù)間隔，因?yàn)闊o(wú)論是否處置裝置異常，均存在一次間隔完全丟失保護(hù)的風(fēng)險(xiǎn)，而這是絕對(duì)不允許發(fā)生的。

3.3 異常狀態(tài)的報(bào)送

對(duì)于運(yùn)行維護(hù)人員，受限于備件和專(zhuān)業(yè)能力，在對(duì)保護(hù)裝置異常的臨時(shí)處置之后，不應(yīng)要求其能夠最終排除持續(xù)性和復(fù)雜性的異常，但應(yīng)向上級(jí)或二次檢修部門(mén)可靠匯報(bào)異常情況。匯報(bào)內(nèi)容應(yīng)專(zhuān)業(yè)、準(zhǔn)確、簡(jiǎn)明、不遺漏關(guān)鍵信息，便于準(zhǔn)確采取進(jìn)一步措施對(duì)異常進(jìn)行處置。

對(duì)于保護(hù)裝置異常狀態(tài)的報(bào)送，應(yīng)突出以下幾個(gè)方面的內(nèi)容：

1)時(shí)間節(jié)點(diǎn)。報(bào)送中應(yīng)包含異常在時(shí)間軸上的有關(guān)信息，包括但不限于異常發(fā)生的事件、異常是否持續(xù)、異常是否多次重復(fù)發(fā)生、異常隨時(shí)間是否有發(fā)展。同時(shí)，還應(yīng)同時(shí)在報(bào)送中指出在異常出現(xiàn)、發(fā)展的時(shí)間點(diǎn)附近是否有相關(guān)操作，是否有其他工作進(jìn)行，是否出現(xiàn)氣象變化，以便排查引起異常的原因是否與外界操作有關(guān)。

2)影響范圍。報(bào)送中應(yīng)體現(xiàn)出現(xiàn)異常的范圍，即歸納總結(jié)本次異常情形造成了哪些間隔、哪些保護(hù)和輔助設(shè)備出現(xiàn)了異常情形。當(dāng)保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)狀態(tài)系統(tǒng)出現(xiàn)異常時(shí)，報(bào)送中除說(shuō)明監(jiān)測(cè)設(shè)備本身受異常影響的范圍外，還應(yīng)體現(xiàn)哪些范圍內(nèi)的設(shè)備因此失去了站端和主站后臺(tái)的監(jiān)控。

3)對(duì)運(yùn)行的實(shí)際影響。在向上級(jí)的報(bào)送中，除體現(xiàn)影響范圍外，更應(yīng)按間隔作為單位說(shuō)明異常對(duì)保護(hù)造成的實(shí)際影響程度，例如：保護(hù)完全失去功能，主保護(hù)失去功能，導(dǎo)致后備保護(hù)失去功能，不影響保護(hù)功能。在報(bào)送時(shí)，應(yīng)按照前述中的表述，準(zhǔn)確定義最關(guān)鍵、影響最大的異常，忽略影響不大的異常。

4)當(dāng)前已經(jīng)采取的措施。在報(bào)送的最后，應(yīng)報(bào)告針對(duì)異常已經(jīng)采取或準(zhǔn)備采取的措施。同時(shí)，應(yīng)給出從運(yùn)維角度對(duì)異常的分析意見(jiàn)，提供可能需要準(zhǔn)備的備件、工器具清單。若可能，在檢修人員遠(yuǎn)程指導(dǎo)下，可根據(jù)變電站備件和工具情況對(duì)異常進(jìn)一步處置或直接消除異常。若異常嚴(yán)重需要考慮一次停電處理，還應(yīng)溝通后向調(diào)度和檢修部門(mén)分別反饋準(zhǔn)備的檢修操作和可能的停電時(shí)間，做好協(xié)調(diào)，以便最高效地處置異常。

4 結(jié) 論

上面從優(yōu)化裝置監(jiān)測(cè)信號(hào)和加強(qiáng)針對(duì)異常的處置流程出發(fā)，討論了加強(qiáng)變電站保護(hù)裝置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效手段和方法。隨著對(duì)異常處置流程的不斷完善、運(yùn)維培訓(xùn)不斷加強(qiáng)、各個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有機(jī)統(tǒng)一加深、監(jiān)測(cè)信息顯示的進(jìn)一步優(yōu)化，以及監(jiān)測(cè)設(shè)備、保護(hù)設(shè)備自身魯棒性、異常偵測(cè)能力以及性能的加強(qiáng)，越來(lái)越智能化的保護(hù)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)將會(huì)在保障變電站正常運(yùn)行上發(fā)揮更強(qiáng)作用。