寧夏送變電工程有限公司 安旭龍 朱俊寧 解皓麟

智能變電站作為電網(wǎng)運行的核心之一，其對于電網(wǎng)運行的安全性和穩(wěn)定性有著較大影響。從目前來看，我國在智能變電站建設中，關注的重點一般都是放在新標準和新設備的使用上，缺乏對變電站運維檢修模式的研究。對于智能變電站而言，在實施運行維護工作時，要求繼電保護必須具備極高的安全性和可靠性，而傳統(tǒng)的繼電保護安全措施已經(jīng)無法滿足變電站的需求，做好安全措施的優(yōu)化和創(chuàng)新非常必要。

1 智能變電站的優(yōu)點

智能變電站中采用了智能化技術、計算機技術和數(shù)字化控制技術等，實現(xiàn)對變電站運行數(shù)據(jù)的自動采集和傳輸，實現(xiàn)了變電站運行控制的智能化，提高了控制的精度。智能變電站可以將信息和數(shù)據(jù)很好地融入變電管理中，以智能化的技術設備作為支撐，在提高變電設備控制水平的同時，可以減少變電站運行中引發(fā)的環(huán)境污染等問題[1]。智能變電站的結構如圖1所示。

圖1 智能變電站結構

相比較傳統(tǒng)變電站，智能變電站的優(yōu)點體現(xiàn)在以下三個方面。

第一，工作效率更高。智能變電站通過智能化設備來替代人工作業(yè)，在顯著提升運維效率的同時，避免了人力資源不合理配置引發(fā)的資源浪費問題。在智能變電站在實際運行中，可以利用數(shù)字化控制系統(tǒng)，實現(xiàn)設備的定期巡檢，找出設備中存在的故障和問題，并且自行修復簡單故障，不需要安排人員進行設備檢修。

第二，信息參數(shù)更優(yōu)。在傳統(tǒng)變電站中，為了保障二次設備運行的可靠性[2]，經(jīng)常會設置數(shù)量眾多的電纜，要求空觸點穩(wěn)定運行，通過模擬信號實現(xiàn)不同設備之間的信息交互。但是這種信息交互的方式不僅存在一定滯后性，而且容易出現(xiàn)信息紊亂的情況。智能變電站將常規(guī)的一次設備替換為智能設備，以光纜替代了電纜，實現(xiàn)了信息的快速傳遞與共享。

第三，變電站安全性更高。傳統(tǒng)變電站中，無論是遠動裝置還是其他保護裝置，想要實現(xiàn)穩(wěn)定運行，都需要集成電路及小型電磁模式的參與，變電站自動化系統(tǒng)欠缺相應的自檢功能，無法對設備的運行情況進行有效監(jiān)測。智能變電站借助在線監(jiān)測技術，可以對設備的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)設備存在的異常，做好計劃檢修，對異常進行排除，因此有著更高的安全性和可靠性。

2 智能變電站繼電保護安全策略

某110kV 智能變電站在實際運行中，運行維護工作存在一定問題，第一，繼電保護系統(tǒng)的功能較為豐富，可以對設備的故障狀態(tài)進行監(jiān)測，但是在實踐中，容易受到信號干擾及不確定因素等的影響，導致在線檢測結果精準性不高，影響設備故障的檢修效果。第二，設備檢修時效性較差，很多時候都是在故障發(fā)生之后進行檢修作業(yè)，這樣就無法避免故障帶來的損失。110kV 智能變電站的運行環(huán)境特殊，其在實際運行中，對繼電保護系統(tǒng)有著較強的依賴性，如果沒有落實好繼電保護系統(tǒng)的檢修維護，則可能給變電站運行埋下安全隱患。對此，相關技術人員需要對照變電站的實際情況，確定好相應的機電保護安全策略。

2.1 做好繼電保護整定

繼電保護整定計算是確保變電站繼電保護安全性的關鍵所在，對于該智能變電站而言，在繼電保護整定計算中，采用的是距離保護整定計算的方式，相應的計算公式如下。

相對距離保護整定計算。動作時間設置公式：

其中，T為距離保護動作時間，單位s；K表示校正系數(shù)，一般取值0.8～1.2；L表示距離，單位km；V指系統(tǒng)電壓，單位kV；F表示負載阻抗因數(shù)，數(shù)值0.3～1.2。

保護動作值設置公式：

其中，Z表示距離保護動作值，單位Ω；K1、K2和K3均為校正系數(shù)，需要對照變電站系統(tǒng)的相關參數(shù)來確定；e表示自然對數(shù)的底數(shù)。

絕對距離保護整定計算。動作時間設置公式：

其中，T表示距離保護動作時間，單位s；K表示校正系數(shù)，一般取值0.8～1.2；L表示距離，單位km；V指系統(tǒng)電壓，單位kV。

絕對距離保護動作值設置公式與相對距離保護動作設置公式相同，不再贅述。

2.2 優(yōu)化母線保護組網(wǎng)

110kV 智能變電站保護系統(tǒng)中，原本采用的是母線保護組網(wǎng)方案，是利用相應的母線保護裝置，對智能終端發(fā)送的數(shù)據(jù)信息進行采集，然后落實繼電保護目標。但是因為技術方面的影響，該方案在實際應用中，會影響母差保護裝置的真實容量，導致其無法發(fā)揮出預期作用。對此，電力技術人員應該結合技術的發(fā)展情況，探索出有效地改善和優(yōu)化方案，提升母線保護組網(wǎng)的實施效果。同時，電力技術人員還應該對照變電站運行中存在的實際問題，設置環(huán)形網(wǎng)絡組網(wǎng)保護，以更好地提升繼電保護系統(tǒng)的安全性[3]。

2.3 落實二次回路操作

對比傳統(tǒng)變電站，智能變電站繼電保護安全措施在操作監(jiān)護、防觸電等方面差別較小，主要的差別體現(xiàn)在二次回路操作方面，因為智能變電站的二次系統(tǒng)架構發(fā)生了較大變化。

2.3.1 線路保護裝置檢查

在針對線路保護裝置進行常規(guī)檢查時，必須等待一次設備斷電，先將母差保護裝置中存在的該間隔SV 接收軟壓板及GOOSE 接收軟壓板退出，前者的主要目的是確保在實施差流計算時加入該間隔電流，這樣會導致合并單元電流模擬量的計算出現(xiàn)差流的不平衡，最終可能引發(fā)母差誤動的問題。后者則是為了避免技術人員在實施線路保護裝置邏輯校驗時，錯誤啟動失靈保護。以線路保護中的限時電流速斷保護為例，如圖2所示。

圖2 限時電流速斷保護

2.3.2 母差保護裝置檢查

在檢查母差保護裝置時，一次設備通常會處于正常運行狀態(tài)，從保障安全的角度，必須確定好檢查的順序，以免引發(fā)保護誤動。一是投入“投檢修態(tài)”硬壓板；二是退出差動保護、失靈保護軟壓板；三是依照直跳—組網(wǎng)—直采的順序，依次去除保護裝置尾纖。技術人員在實施母差保護邏輯校驗工作時，必須借助相應的試驗儀器，將電流信號、電壓信號和開關量信號等傳輸給母差保護裝置，考慮到無法實施帶開關整組試驗，只能通過試驗儀來對母差保護的直跳開出量信號進行采集，因此必須將裝置的尾纖拔出。母差保護的原理如圖3所示。

圖3 母差保護

2.3.3 主變保護裝置檢查

在對主變保護裝置進行常規(guī)檢查時，需要和線路保護裝置一樣，將一次設備斷電，退出主保護裝置中存在的該間隔SV 接收軟壓板及GOOSE 接收軟壓板。之后，將主變間隔中所有智能化設備的“投檢修態(tài)”硬壓板投入。對于110kV 智能變電站，除去主變三側斷路器，高中低三側，同樣可能存在母聯(lián)斷路器，主變保護裝置需要借助GOOSE 網(wǎng)絡來控制部分斷路器，可能引發(fā)誤跳。對此，應該將裝置組網(wǎng)尾纖拔掉，將保護裝置與網(wǎng)絡斷開，以此來規(guī)避運行設備誤跳的情況[4]。

2.4 設置自動報警功能

智能變電站運行中，想要提升繼電保護的安全性，可以在變電站運行系統(tǒng)中，設置自動報警功能。當變電站運行中出現(xiàn)異?；蛘吖收蠒r，系統(tǒng)會自動向工作人員發(fā)出報警信息，同時調動繼電保護裝置動作，實現(xiàn)對變電站當前電力數(shù)據(jù)的快速整理和保存，找出異常的具體位置，收集異常信息并進行分析，得到初步的故障診斷結果。在確認故障后，繼電保護裝置會控制故障區(qū)域斷路器跳開，以保障系統(tǒng)整體的安全性。通過設置自動報警裝置的方式，能夠顯著提高智能變電站中各類故障的診斷效率，有效減少故障對于電力系統(tǒng)的影響，對于維護智能變電站的穩(wěn)定安全運行有著良好作用。

2.5 做好裝置質量檢驗

在對變電站繼電保護裝置進行采購、安裝，以及檢測時，技術人員需要對照裝置的具體情況，選擇科學的質量檢驗方法，以切實保障裝置的質量。具體來講，第一，應做好對繼電保護裝置覆蓋選擇性、靈敏性以及安全性等的檢查，要求裝置能夠具備良好的運行可靠性。第二，在完成繼電保護裝置安裝后，需要檢查安裝質量，調試完成后，也需要檢驗其性能。第三，應通過有效的運行維護，降低繼電保護裝置運行環(huán)節(jié)的故障率，避免裝置在運行中出現(xiàn)停擺的情況。若因為故障檢修等原因，對裝置保護定值進行了更新，則需要再次做好質量檢驗[5]。

3 結語

總而言之，在智能變電站運行中，繼電保護發(fā)揮著不容忽視的作用，電力技術人員必須高度重視繼電保護安全管理工作，進一步細化對于變電站運行中各個環(huán)節(jié)的安全管理，做好系統(tǒng)的安全檢查，將可能存在的安全隱患徹底消除，以此來切實實現(xiàn)智能變電站繼電保護裝置安全性的提高，為電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行提供良好支撐。