國(guó)網(wǎng)宿州供電公司 左一成

1 智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)主要內(nèi)容

智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)是確保電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這包括對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備的功能、狀態(tài)和性能的持續(xù)監(jiān)控，以及及時(shí)的維護(hù)和故障處理。在智能變電站中，繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行和維護(hù)工作主要圍繞設(shè)備的配置、定期檢測(cè)、故障診斷和處理、數(shù)據(jù)分析以及系統(tǒng)升級(jí)等方面展開。首先，智能變電站的繼電保護(hù)設(shè)備需要根據(jù)電站的具體運(yùn)行條件和配置方式進(jìn)行精確設(shè)置。

這涉及設(shè)備的參數(shù)配置、保護(hù)邏輯的設(shè)定以及通信接口的配置。通過(guò)精確的配置，可以確保在電網(wǎng)發(fā)生異常時(shí)，繼電保護(hù)設(shè)備能夠及時(shí)準(zhǔn)確地動(dòng)作，從而避免或減輕故障帶來(lái)的影響。其次，定期對(duì)繼電保護(hù)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)和維護(hù)是保障其正常運(yùn)行的重要措施。這包括對(duì)保護(hù)設(shè)備的保護(hù)特性進(jìn)行測(cè)試，檢查設(shè)備的物理狀態(tài)和環(huán)境適應(yīng)性，以及對(duì)軟件和硬件進(jìn)行定期更新和維護(hù)。

通過(guò)這些方面的有效實(shí)施，可進(jìn)一步增強(qiáng)智能變電站的運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性，確保電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行。具體來(lái)說(shuō)，在實(shí)施故障檢修作業(yè)時(shí)，首先要進(jìn)行故障識(shí)別，確定問(wèn)題和故障設(shè)備，然后有針對(duì)性地實(shí)施故障檢修和故障處理。

日常維護(hù)變電站智能繼電保護(hù)設(shè)備，包括定期進(jìn)行維護(hù)工作，旨在提升設(shè)備的性能、運(yùn)行安全性和系統(tǒng)穩(wěn)定性。通過(guò)精心的維護(hù)和保養(yǎng)，確保設(shè)備在關(guān)鍵時(shí)刻能夠發(fā)揮出最佳的性能，從而保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在智能變電站的日常維護(hù)中，維護(hù)人員按照智能繼電保護(hù)設(shè)備的操作規(guī)程，執(zhí)行相關(guān)的檢查和維護(hù)任務(wù)。

第一，下達(dá)檢查指令，這些指令涵蓋了設(shè)備的整體狀態(tài)、性能參數(shù)，以及運(yùn)行中可能出現(xiàn)的異常。通過(guò)這些詳盡地檢查，可以確保設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。第二，根據(jù)檢查指令的執(zhí)行結(jié)果，維護(hù)人員需要進(jìn)行更為專項(xiàng)的維護(hù)和保養(yǎng)。這可能包括對(duì)設(shè)備的清潔、緊固、調(diào)校和更換部件等。特別是在檢測(cè)到設(shè)備性能下降或有潛在故障跡象時(shí)，專項(xiàng)維護(hù)變得尤為重要，以防止小問(wèn)題演變?yōu)榇蠊收稀５谌?，?duì)監(jiān)控設(shè)備的維護(hù)。在此針對(duì)智能設(shè)備部件需合理監(jiān)測(cè)其運(yùn)行情況，由此基于深層運(yùn)行邏輯完成分析，從而準(zhǔn)確評(píng)估整個(gè)智能變電站及繼電保護(hù)裝置的運(yùn)行性能和質(zhì)量。在智能變電站的運(yùn)行和維護(hù)時(shí)，對(duì)智能設(shè)備部件進(jìn)行運(yùn)行和維護(hù)操作也是維護(hù)的重要組成部分。在應(yīng)用中，對(duì)智能設(shè)備組件的運(yùn)行維護(hù)，特別是智能控制期間的停電、停電試驗(yàn)效果，如進(jìn)行停電試驗(yàn)，停電后能起到控制效果，且智能設(shè)備組件的運(yùn)行正常。

2 智能變電站繼電保護(hù)的技術(shù)要點(diǎn)分析

現(xiàn)階段，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷上升，通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了蓬勃的發(fā)展，對(duì)于電力領(lǐng)域的使用需求也不斷擴(kuò)大，因此智能變電站技術(shù)的完善具有較大的現(xiàn)實(shí)意義，當(dāng)前我國(guó)相關(guān)技術(shù)日趨完善，形成了獨(dú)特的智能電網(wǎng)，在電網(wǎng)中，主要依據(jù)一次以及二次設(shè)備節(jié)點(diǎn)作為主要使用核心，基于數(shù)字化數(shù)據(jù)傳遞技術(shù)進(jìn)行智能變電站運(yùn)行過(guò)程的信息交互需求，在變電站系統(tǒng)中，這些設(shè)備基于數(shù)字化改造，與當(dāng)前傳統(tǒng)通信平臺(tái)具有良好的結(jié)合性，其具備更多可能性，由此為電網(wǎng)的安全提供了基礎(chǔ)保障。

2.1 主體結(jié)構(gòu)

智能變電站的繼電保護(hù)主要結(jié)構(gòu)首先以變電站控制級(jí)為基礎(chǔ)。變電站控制級(jí)是智能變電站控制的最高級(jí)別，也是控制中心，可以做好數(shù)據(jù)交換，收集控制裝置的狀態(tài)和變電站的整體保護(hù)情況，利用保護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行合理評(píng)價(jià)，可以采用相應(yīng)的控制啟動(dòng)和中斷邏輯，具有較強(qiáng)的自我抽象能力[1]。其次是間隔率。間隔率是指智能變電站保護(hù)繼電器的運(yùn)行和維護(hù)在間隔級(jí)進(jìn)行的頻率，變電站的控制級(jí)也可以與過(guò)程級(jí)相互關(guān)聯(lián)。此外，區(qū)間數(shù)據(jù)也可以在這個(gè)區(qū)間主設(shè)備中使用。

2.2 技術(shù)要點(diǎn)

當(dāng)前，受到相關(guān)技術(shù)不斷發(fā)展的因素影響，智能變電站的運(yùn)行及其繼電保護(hù)重點(diǎn)產(chǎn)生了一定程度的技術(shù)優(yōu)化，現(xiàn)階段在智能變電站系統(tǒng)中，基于全光纖通信系統(tǒng)的應(yīng)用能夠較好提供繼電保護(hù)量，實(shí)現(xiàn)繼電保護(hù)的高自動(dòng)化及智能化。因此，目前智能變電站的繼電保護(hù)無(wú)論是在運(yùn)行方式，還是在維護(hù)內(nèi)容上都樹立了新的維護(hù)和運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)，與傳統(tǒng)變電站相比，還存在較大的差異。

其次，確保二次數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性是基礎(chǔ)。這需要通過(guò)定期校驗(yàn)數(shù)據(jù)采集和傳輸設(shè)備來(lái)完成。數(shù)據(jù)采集設(shè)備，如傳感器和轉(zhuǎn)換器，必須保持高精度和良好的工作狀態(tài)。同時(shí)，數(shù)據(jù)的傳輸通道也需要保持暢通，以避免數(shù)據(jù)在傳輸過(guò)程中的丟失或錯(cuò)誤。在此基礎(chǔ)上，還應(yīng)保障所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)都能被完整地記錄和儲(chǔ)存。任何數(shù)據(jù)的缺失都可能導(dǎo)致對(duì)設(shè)備狀態(tài)的誤判，增加運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)。因此，定期檢查數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)，并確保其有足夠的容量和備份機(jī)制，是非常必要的。

3 智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)行問(wèn)題

3.1 光纖連接不穩(wěn)定

智能變電站繼電保護(hù)運(yùn)行中常見的問(wèn)題是光纖連接的不穩(wěn)定性。這種不穩(wěn)定性可能由多種因素引起，對(duì)智能變電站的正常運(yùn)行構(gòu)成威脅。

例如，繼電保護(hù)設(shè)備在運(yùn)行時(shí)可能遭受外來(lái)硬物的撞擊，這樣的情形可能導(dǎo)致智能終端之間光纖連接遭受物理上的損傷。這種損傷可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸中斷或不穩(wěn)定，影響保護(hù)裝置的正常工作。光纖作為傳輸介質(zhì)，雖然具有高帶寬和抗電磁干擾的優(yōu)點(diǎn)，但其物理脆弱性使得其容易受到物理?yè)p害。另一個(gè)常見問(wèn)題是保護(hù)裝置的GOOSE（Generic Object Oriented Substation Event）或SV（Sampled Values）連接器損壞。這些連接器是實(shí)現(xiàn)智能變電站中信息交互和數(shù)據(jù)同步的關(guān)鍵部分。其損壞可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸錯(cuò)誤或延遲，進(jìn)而影響繼電保護(hù)系統(tǒng)的響應(yīng)準(zhǔn)確性[2]。

3.2 智能終端故障處理技術(shù)缺陷

智能變電站中的智能終端是實(shí)現(xiàn)高效和可靠運(yùn)行的關(guān)鍵組件。然而，智能終端自身也可能存在技術(shù)缺陷，這些缺陷可能會(huì)影響其故障處理能力，進(jìn)而影響整個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)的性能。此外，智能終端在處理速度方面也可能存在局限性。盡管現(xiàn)代智能終端具有較高的處理速度，但在極端情況下，如大規(guī)模數(shù)據(jù)流入時(shí)，其可能會(huì)出現(xiàn)響應(yīng)延遲。這種延遲可能導(dǎo)致繼電保護(hù)系統(tǒng)無(wú)法及時(shí)響應(yīng)電網(wǎng)狀態(tài)的變化，增加了系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)。

3.3 設(shè)備陳舊與過(guò)度升級(jí)

智能變電站的繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行于戶外環(huán)境中，面對(duì)的挑戰(zhàn)是設(shè)備的老化和替換問(wèn)題?？紤]到繼電保護(hù)設(shè)備，包括智能終端、合閘器及其他關(guān)鍵組件大多安置于室外環(huán)境，其更易受到灰塵堆積、生銹和其他環(huán)境因素的影響。這些因素會(huì)導(dǎo)致設(shè)備性能下降，甚至損壞，從而需要進(jìn)行更換或升級(jí)。在更換如GOOSE 插件、采樣值（SV）設(shè)備和處理器等關(guān)鍵組件時(shí)，不僅需要技術(shù)人員具備豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，且需要與設(shè)備制造商緊密合作。

例如，更換GOOSE 插件和SV 設(shè)備時(shí)，通常需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行重新配置，包括重新下載配置描述信息（CID）配置。這一過(guò)程復(fù)雜且具有高度專業(yè)性，因?yàn)椴煌脑O(shè)備制造商可能使用不同的開發(fā)工具和配置下載方法，這使得更新舊設(shè)備變得很困難。此外，一些智能變電站由于設(shè)備過(guò)于陳舊，可能需要進(jìn)行過(guò)度升級(jí)，這也會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題。例如，在升級(jí)過(guò)程中可能會(huì)遇到兼容性問(wèn)題，導(dǎo)致升級(jí)失敗或設(shè)備損壞。因此，對(duì)于智能變電站的繼電保護(hù)設(shè)備來(lái)說(shuō)，及時(shí)更新和升級(jí)是非常重要的。

4 某220kV 智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)處理措施

4.1 220kV 線路繼電保護(hù)設(shè)備異常的處理

4.1.1 線路正常運(yùn)行

一是耦合器裝置異常。第一層，由于220kV 主干線差動(dòng)保護(hù)裝置與線路之間有邏輯聯(lián)系，可以處理：220kV 主干線差動(dòng)保護(hù)裝置的檢修跟蹤；主干線差動(dòng)保護(hù)裝置的跳變輸出之間的所有GOOSE 間隙觸發(fā)，差動(dòng)保護(hù)的軟跟蹤和故障。第二層是A、B 之間的邏輯聯(lián)系，處理方法是：由線路匯控柜執(zhí)行相應(yīng)線路聯(lián)動(dòng)的下一線路切除硬壓板；第三層處理：涉及智能終端、組合裝置和間隙保護(hù)裝置之間的通信。解決方案是通過(guò)線路匯控柜對(duì)相應(yīng)的一組斷路器輸出壓板進(jìn)行控制，并在組合裝置線路上連接到組合裝置維護(hù)和檢修壓板。

二是異常保護(hù)裝置。第一層處理：針對(duì)220kV 矩陣式差動(dòng)保護(hù)裝置的異常。處理措施為重新配置線路保護(hù)裝置的重塑示蹤輸入，并使用軟示蹤啟動(dòng)故障輸出。第二層處理：處理A 與B 之間的邏輯聯(lián)系。方法包括將雁形線路保護(hù)裝置接入軟跟蹤器的連續(xù)跳變中。第三層處理：涉及智能終端、聯(lián)結(jié)裝置和間隙保護(hù)裝置之間的聯(lián)系。解決方案是通過(guò)操作雁行輸出、鍵回輸出和合閘輸出的軟跟蹤，以啟動(dòng)相應(yīng)的保護(hù)裝置。

4.1.2 線路退出運(yùn)行

在處理220kV 母線差動(dòng)保護(hù)裝置與邏輯環(huán)節(jié)間線路的第一層級(jí)中，方法包括：?jiǎn)?dòng)220kV 母線差動(dòng)保護(hù)裝置的監(jiān)測(cè)跟蹤板；利用該裝置元件的輸出進(jìn)行軟件級(jí)的線路保護(hù)跟蹤；同步啟動(dòng)母線差動(dòng)保護(hù)裝置的輸出監(jiān)測(cè)跟蹤板；此過(guò)程須在兩組220V 母線保護(hù)系統(tǒng)中實(shí)施。在第二層，A 和B 間的邏輯聯(lián)系被考慮。如果線路不處于運(yùn)行狀態(tài)，則可忽略這種邏輯聯(lián)系。在第三層，智能終端、綜合設(shè)備與間隙保護(hù)裝置間的通信應(yīng)按下述方式處理：將線路保護(hù)裝置、智能終端和綜合設(shè)備納入維護(hù)計(jì)劃，以便進(jìn)行后續(xù)檢修；這有助于高效處理主變壓器與母線之間繼電保護(hù)裝置的異常問(wèn)題[3]。

4.2 110kV 線路繼電保護(hù)設(shè)備異常的處理

一條110kV 線路只有一套保護(hù)繼電器，只要有一個(gè)裝置處于異常位置，就必須立即發(fā)生強(qiáng)制跳閘。第一層是母線保護(hù)裝置和線路之間的邏輯連接，其控制方式如下：連接母線保護(hù)裝置的技術(shù)控制板；該線路是“軟控制板的一部分”；斷開母線保護(hù)裝置的技術(shù)控制板[4]。第二層是A 和B 之間的邏輯連接。其處理方法如下：該線路是母線保護(hù)系統(tǒng)的維護(hù)控制板的一部分。其處理方法如下：母線沒(méi)有運(yùn)行，所以邏輯連接被忽略了。第三層，智能終端、組合設(shè)備與保護(hù)裝置之間的互動(dòng)，應(yīng)依照如下流程進(jìn)行管理：包括線路保護(hù)設(shè)備、智能終端服務(wù)板及組合裝置在內(nèi)的維護(hù)工作至關(guān)重要。因此，110kV 母線主變壓器的高壓側(cè)及繼電保護(hù)設(shè)備的不正常情況，應(yīng)與100kV 線路的故障問(wèn)題采取相同的處理方法。

5 實(shí)際應(yīng)用案例分析

筆者所在地區(qū)有一座智能變電站，采用了先進(jìn)的繼電保護(hù)設(shè)備和技術(shù)，以確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。然而，在日常巡視和維護(hù)過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該變電站的繼電保護(hù)設(shè)備出現(xiàn)了一個(gè)異常情況。為了盡快修復(fù)故障，采取了以下措施。

一是對(duì)故障進(jìn)行定位和分析，確定故障產(chǎn)生的原因是設(shè)備中的一個(gè)部件出現(xiàn)了損壞。二是準(zhǔn)備了相關(guān)工具和備件，對(duì)設(shè)備進(jìn)行拆解和更換故障部件。三是在修復(fù)過(guò)程中，嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行，以確保設(shè)備的性能和安全性不受影響。

修復(fù)完成后，對(duì)設(shè)備進(jìn)行了測(cè)試和驗(yàn)收，確保設(shè)備的性能和安全性符合標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，對(duì)工作人員進(jìn)行了安全教育和培訓(xùn)，以確保工作人員了解設(shè)備的安全操作規(guī)程和注意事項(xiàng)。通過(guò)采取上述措施，該220kV 智能變電站的繼電保護(hù)設(shè)備成功恢復(fù)了正常工作狀態(tài)。這一成果的關(guān)鍵在于及時(shí)且精準(zhǔn)地故障診斷與高效的處理策略。確保設(shè)備的性能和安全性不受影響是確保電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的核心。這不僅涉及即時(shí)的問(wèn)題解決，而且包括對(duì)可能出現(xiàn)隱患的預(yù)防。為了持續(xù)保障設(shè)備性能和安全性，必須采取一系列措施，包括但不限于定期地維護(hù)檢查、對(duì)關(guān)鍵部件的實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及對(duì)系統(tǒng)軟件和硬件的定期更新。由此共同確保智能變電站繼電保護(hù)設(shè)備可在各種環(huán)境、操作條件下穩(wěn)定可靠運(yùn)行，以便為用戶提供了連續(xù)、安全和高質(zhì)量的電力供應(yīng)。