肖正江

（國家能源集團東臺海上風(fēng)電有限責(zé)任公司，江蘇鹽城 224200）

0 引言

隨科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展，基于信息與通信技術(shù)的智能變電站逐漸走進大眾視野，它不僅有效提高了能源的供給質(zhì)量與效果，其所具備的信息開放與資源共享功能也為變電站的故障檢測工作提供了極大便捷[1]。但在實際工作過程中，受運檢管理不當(dāng)、運維人員操作失誤等因素的影響，智能變電站的繼電保護經(jīng)常會出現(xiàn)多種故障，進而對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成不利影響[2]。為了消除智能變電站繼電保護運檢工作當(dāng)中存在的多種風(fēng)險，本文將對智能變電站繼電保護的在線運檢方法相關(guān)內(nèi)容進行研究和分析。

1 變電站傳統(tǒng)繼電保護運檢模式

傳統(tǒng)繼電保護運檢模式通常由巡視和定檢兩部分組成，其中巡視主要涉及環(huán)境外觀檢查、直流電源狀態(tài)檢查等工作內(nèi)容，通常采取人工巡視、記錄及對比的方式獲取狀態(tài)信息，日常巡視每日一次，專業(yè)巡視每季度一次，這種狀態(tài)獲取方式雖然具有較高的準確性，但其工作量巨大，且無法對繼電保護狀態(tài)進行實時分析。定檢則涉及保護裝置功能檢查、各項回路檢查等工作內(nèi)容，狀態(tài)信息獲取方式也是以人工為主，通常在繼電保護系統(tǒng)投入使用后3 年進行首次部檢，投入使用后6 年進行首次全檢，隨后每3 年交替進行部檢和全檢。與巡視一樣，定檢也存在工作量大的問題，并且在定檢時需要停止供電，會影響繼電保護系統(tǒng)的正常運行。

繼電保護的部檢工作通常以單一間隔內(nèi)的各個保護功能為單位進行，傳統(tǒng)運檢模式開展部檢時，雖然能反映出單一間隔內(nèi)加量時本間隔保護功能的優(yōu)劣和單一保護元件的狀態(tài)，但卻不能反映相鄰間隔加量時本間隔的保護響應(yīng)情況和不同保護元件間的響應(yīng)配合情況，也無法有效檢測出保護原理中的異常。

2 變電站繼電保護狀態(tài)信息集

傳統(tǒng)運檢模式的定檢工作量相對繁重，且兩次定檢之間的間隔時間也相對較長，導(dǎo)致智能變電站繼電保護的系統(tǒng)狀態(tài)無法實現(xiàn)實時監(jiān)控[3]，因此，想要滿足實時評價繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)這一需求，則必須將全景信息開放運用其中。所謂全景信息開放，實質(zhì)上就是指開放所有評價繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)所需要的信息。通常情況下，從繼電保護功能狀態(tài)維度出發(fā)對繼電保護系統(tǒng)的狀態(tài)進行評價時，往往需要獲取由一次系統(tǒng)故障激勵繼電保護動作而產(chǎn)生的保護裝置動作情況等運行狀態(tài)信息，而從繼電保護系統(tǒng)的設(shè)備和回路狀態(tài)維度出發(fā)對繼電保護系統(tǒng)的狀態(tài)進行評價時，則需要收集設(shè)備狀態(tài)信息，以將繼電保護系統(tǒng)中各個設(shè)備和回路的具體情況充分反映出來。除此之外，想要對繼電保護系統(tǒng)的狀態(tài)進行更加全面的評價時，還需要增加繼電保護內(nèi)部、不同間隔間及不同變電站繼電保護間的大量信息關(guān)聯(lián)關(guān)系等傳統(tǒng)運檢項目中未涉及的信息，即繼電保護狀態(tài)信息集，它是實現(xiàn)繼電保護系統(tǒng)識別錯誤信息與運行狀態(tài)評價的關(guān)鍵。

3 變電站繼電保護在線運檢模式

3.1 在線運檢與傳統(tǒng)運檢的異同

傳統(tǒng)運檢是在線運檢的基礎(chǔ)，故兩者既有相同點，又有諸多差異之處（表1）。本質(zhì)上，傳統(tǒng)運檢和在線運檢雖然檢測方式各異，但兩者均以獲得評價繼電保護狀態(tài)的信息集為主要目的，并為接下來的繼電保護系統(tǒng)狀態(tài)評價與故障分析等工作內(nèi)容的順利開展打下扎實基礎(chǔ)[4]；從原理角度出發(fā)，傳統(tǒng)運檢模式通常會將繼電保護系統(tǒng)視為一個黑匣子，借助人工加量對其施加激勵，隨后再利用收集到的狀態(tài)信息對繼電保護狀態(tài)進行評價，而在線運檢模式無需人工操作，系統(tǒng)評價的整個過程均由全景信息來完成；從信息集組成角度出發(fā)，兩組除具備相同的設(shè)備狀態(tài)信息集和運行狀態(tài)信息集之外，傳統(tǒng)運檢模式還包含外觀檢查、回路絕緣電阻檢查等傳統(tǒng)運檢特有信息，在線運檢則擁有傳統(tǒng)運檢不具備的保護配置信息集[5]；從狀態(tài)獲取方式角度出發(fā)，傳統(tǒng)運檢需要在停電的狀態(tài)下對繼電保護系統(tǒng)施加激勵以獲取狀態(tài)，而在線運檢則是在線獲取系統(tǒng)狀態(tài)且整個過程無需停電，從而在一定程度上減少停電的風(fēng)險。

表1 傳統(tǒng)運檢與在線運檢異同點對比

3.2 在線運檢方法

為實現(xiàn)繼電保護狀態(tài)信息集的利用率達到更高水平，本文在開放全景信息的基礎(chǔ)上提出一種高效在線運檢方法，而該方法的實現(xiàn)則取決于以下3 個內(nèi)容。（1）以設(shè)備狀態(tài)信息為基礎(chǔ)的在線運檢。智能設(shè)備在全景信息開放狀態(tài)下，即可實現(xiàn)對設(shè)備狀態(tài)信息的實時連續(xù)檢測與開放，且僅需單一設(shè)備的信息，便能夠?qū)υO(shè)備狀態(tài)進行在線運檢，由于設(shè)備狀態(tài)信息之間相互獨立，故設(shè)備狀態(tài)信息的在線運檢則是將設(shè)備狀態(tài)信息與自身歷史數(shù)據(jù)或與其閾值進行對比為基本思路，實踐過程中，設(shè)備狀態(tài)信息的在線運檢方法可包括偏移比較（用于a 類別信息）、閾值比較（用于b 類別信息）、異常警告（用于c 類別信息）、一致性比較（用于d 類別信息）4 種。

（2）以運行狀態(tài)信息為基礎(chǔ)的在線運檢。以全景信息開放狀態(tài)為前提，在智能設(shè)備運行狀態(tài)下即可實現(xiàn)對運行狀態(tài)信息的實時檢測與開放，但與設(shè)備狀態(tài)信息有所不同，運行狀態(tài)信息的在線運檢除需要單一設(shè)備的信息外，還需要獲取跨間隔的信息。目前，運行狀態(tài)信息主要包括a、c、e 三種類別，a 和c 類別信息在線運檢方法同上，e 類別信息則采用邏輯分析作為在線運檢方法。

（3）以保護配置信息為基礎(chǔ)的在線運檢。為能對各個保護間的配合是否正常進行有效評價，以及對繼電保護各個狀態(tài)是否正常進行更加全面的評估，則必須開放在線運檢特有的保護配置信息。受智能變電站全站配置文件的特性影響，本文以全站配置文件為基礎(chǔ)，從中提取出保護配置信息并進行在線運檢。全站配置文件的信息來源通常包括4 個部分，通過對全站配置文件中各個智能設(shè)備的Desc 信息進行解析，即可獲取該智能設(shè)備的名稱、設(shè)備類型等信息；通過對保護邏輯節(jié)點定制數(shù)據(jù)屬性進行解析，即可間接獲得保護元件的保護范圍和保護間的配合關(guān)系；通過對每個智能設(shè)備SV 與GOOSE 報文的訂閱關(guān)系進行解析識別，即可將智能設(shè)備間的虛回路繪制出來，進而獲得大量信息冗余與關(guān)聯(lián)關(guān)系；在智能設(shè)備動作狀態(tài)下，通過增加保護邏輯節(jié)點的數(shù)據(jù)屬性，即可獲得保護配置信息。待保護配置信息提取完畢，即可通過一致性比較對以智能設(shè)備信息訂閱關(guān)系和保護邏輯節(jié)點新增關(guān)系邏輯節(jié)點數(shù)據(jù)為信息來源的保護配置信息進行在線運檢，而以智能設(shè)備Desc 信息和保護邏輯節(jié)點定值數(shù)據(jù)屬性為信息來源的保護配置信息，則采用邏輯分析的方式進行在線運檢。

3.3 在線運檢系統(tǒng)弊端解決辦法

雖然傳統(tǒng)運檢模式存在弊端較多，但這并不意味著在線運檢可以完全取代傳統(tǒng)運檢項目。在實踐過程中，相對傳統(tǒng)運檢，在線運檢同樣存在評價盲區(qū)，因此為了提高繼電保護系統(tǒng)運檢效率，本文取傳統(tǒng)運檢與在線運檢兩種方法之長，構(gòu)建了一種新型運檢模式（圖1）。

圖1 在線運檢系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該運檢模式在一次系統(tǒng)狀態(tài)無障礙時，信息采集單元根據(jù)站控層網(wǎng)絡(luò)、過程層網(wǎng)絡(luò)及全站配置文件獲得狀態(tài)信息，其中裝置外觀檢查、端子緊固、回路絕緣電阻檢查等設(shè)備狀態(tài)信息進行傳統(tǒng)運檢，且除裝置外觀檢查為每日檢查1 次外，其余均為每3年檢查1 次，其他設(shè)備狀態(tài)信息則進行實時在線運檢。另外，該運檢模式在一次系統(tǒng)狀態(tài)有故障時，在無故障運檢方法的基礎(chǔ)上，運行狀態(tài)信息和保護配置信息均進行實時在線運檢。

4 結(jié)束語

傳統(tǒng)運檢與在線運檢在智能變電站繼電保護系統(tǒng)中各具優(yōu)勢，將兩者聯(lián)合運用于繼電保護系統(tǒng)運檢，不僅可降低工作量，對促進變電站效益提高也具有重要意義。