智能变电站继电保护系统检修试验方法综述

尹征

（国家电网湖南省电力公司新化供电分公司湖南 新化 417600）

智能变电站继电保护系统检修试验方法综述

尹征

（国家电网湖南省电力公司新化供电分公司湖南 新化 417600）

智能变电站是以IEC61850通信规范为基础的，可以对一次设备智能化和二次设备网络化进行实现。在智能变电站中，继电保护功能已经不是传统变电站中的由单一装置来实现了，而是变成由合并单元、继电保护装置、智能终端通过光纤连接组成一个系统来实现。传统的保护屏硬压板由GOOSE软压板来实现，二次回路全部由光纤代替，模拟信号全部数字化，二次设备保留的检修压板也带来了全新的检修机制。本文主要阐述了智能变电站继电保护系统检修试验方法。

智能；变电站；继电保护；检修；试验

引言

继电保护是电力系统密不可分的一部分，是保障电力设备安全和防止、限制电力系统大面积停电的最基本、最重要、最有效的技术手段。实践证明，继电保护如果发生不正确动作，往往会造成事故，酿成严重的后果。而智能变电站继电保护是“继电保护系统”，不再是传统的“继电保护装置”，一次设备和二次回路应协调配合，因而必须采取全新的检修试验方法做好智能变电站继电保护的检修和试验工作。

1 智能变电站和传统变电站中继电保护装置的区别

1.1 智能变电站定义

智能变电站采用先进、可靠、集成、低碳、环保的智能设备，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。变电站的智能化是一个不断发展的过程，就目前技术发展现状而言，智能变电站是由智能化一次设备和网络化二次设备分层构建，建立在IEC61850通信规范基础上，能够实现变电站内智能电气设备间信息共享和互操作的现代化变电站。主要特点是一次设备数字化，二次设备网络化，数据平台标准化。一次设备数字化主要体现为全数字化输出的电子互感器和智能开关；二次设备网络化体现在二次设备对上和对下联系均通过高速网络通信；数据平台标准化体现为IEC61850标准。如图1为智能变电站系统结构示意图。

图1 智能变电站系统结构示意图

1.2 智能变电站继电保护与常规站的区别

如图2所示：传统变电站将一次电压、电流通过互感器转换成额定电压为100V，额定电流为5A或1A的模拟量，通过电缆直接传送给继电保护装置；继电保护装置对这些采样到的模拟量进行模数转换，得到数字量后，结合开入信息进行逻辑计算。如果符合跳（合）闸逻辑，则开出跳（合）闸结点。否则，继续跟踪采样。

图2 传统变电站保护装置连线示意图

如图3所示，如果智能变电站采用的是传统互感器，则二次电压、电流需要经采集器转换成数字信号（一般是FT3格式）再经合并单元（MU）对这些采样信息进行同步处理后，通过一根光纤集束发送给保护装置。此时的采样值我们称之为SV。保护装置可以直接解析合并单元发送过来的SV报文并进行逻辑计算。如果智能变电站采用的是电子式互感器，则该类型的互感器可直接发送数字报文给合并单元，省去了采集器的模数转换环节。

图3 智能变电站保护装置连线示意图

在智能变电站中，开关量信息通过智能终端转换成数字报文（GOOSE）传送给继电保护装置，继电保护装置发出的开出信息也是数字报文，也要经过智能终端解析后才能发送给执行元件（断路器等）予以执行。对传统变电站的继电保护进行测试。测试仪需要模拟互感器和断路器给继电保护发送模拟量（电压、电流）和开关量（一般是空结点）还要模拟断路器接收继电保护发出的开出量。而对智能变电站的继电保护装置进行测试，测试仪的模拟对象是合并单元和智能终端。发送和接收的内容不再是模拟量和开关量而是SV和GOOSE这些数字报文。传统变电站中，继电保护装置接收的模拟量和开关量越多，则需要接的测试电缆就越多；数字变电站中，继电保护装置一般只需要2～5根光纤即可完成测试。

2 智能变电站继保检修试验方法

智能变电站中，光纤已经完全代替了传统变电站中的控制电缆，每一个智能电子设备之间都完全实现了网络化，二次回路都通过GOOSE网络替代，保护的所有的信息都需要通过GOOSE网络输送至适当的设备中。这也就导致了智能变电站继电保护系统的检修试验方法已经无法仅仅使用传统的方法开展检修试验工作了。

2.1 传统继保检修试验方法

传统的变电站继电保护装置都是凭借对电缆、电压互感器、电流互感器、电压断路器以及电流断路器连接的控制，因而进行检修试验的主要目的就是检查继电保护装置技术性能和二次回路的完整性那个。传统变电站继电保护系统的检修试验方法也是比较简单的，主要就是对继电保护测试仪进行运用，从而对电缆和继电保护装置的连接进行实现，从而向保护装置输入电压与电流进行验证。

2.2 智能变电站继保检修试验方法

因为智能变电站具有网络化的特点，因而主要运用以下两种方法进行检修试验：

（1）运用数字继电保护测试仪进行测试，数字继电保护测试仪输出的是光信号，能够与相关的继电保护装置进行直接的结合。测试仪与保护设备之间的连接主要是通过光纤点对点进行实现，采用光纤对采样值和跳合闸信号进行传输。因为智能变电站继电保护测试仪与传统的测试仪具有本质的区别，并且在使用中需要导入整个变电站的SCD文件，所以必须要求继电保护工作人员具有较高的专业素质。运用该方法不仅能够对机电保护装置的技术性试验与测试进行实现，但是并不包括交换机与合并单元等设备，对于智能变电站来说，继电保护已经成为一个系统，并不是传统意义上的一个装置，所以不能够有效的对继电保护的完整性进行验证。但是对包含众多间隔设备，如母差保护设备，因为在运行过程中不能够使得全部的设备停电，所以说上述方法的运用具有一定的现实意义。

（2）在现代智能变电站中，多数地区都会对一些电磁式互感器进行运用运用，所以可以对传统的继电保护测试仪进行运用展开继电保护系统的检修试验工作。继电保护设备运用点对点光纤将合并单元与智能终端连接起来，合并单元与智能终端运用电缆实现与传统继电保护测试仪的相互连接。这一方法涉及合并单元、智能终端设备以及继电保护装置，因此能够使得对单一间隔继电保护系统的整体测试得以有效实现。

3 智能变电站继电保护系统状态检修

继电保护设备的状态检修通常被称为预知性检修，即根据继电保护设备的实际运行状况，决定是否需要进行设备的检测和维修。继电保护装置的状态检修将取代定期检修，对于继电保护设备采取状态检修，减少了带电或停电检修的工作量，对于提高设备的安全性能和延长使用寿命是很重要的。

开展继电保护状态检修的总体目标是认真贯彻状态检修加大检修理念，对设备检修的有效性和针对性进行增强，努力实现减少设备停运事件以及人员现场工作时间的目标，从而对继电保护检修的工作效率和工作质量进行提高，提高设备可用率及企业综合效益，转变继电保护生产管理方式，提高继电保护专业运行和管理水平。继电保护状态检修工作的核心是确定继电保护设备的状态，依据继电保护设备的状态开展相应的试验、检修工作。开展继电保护状态检修工作并不意味着简单地减少检修试验工作量，而是将继电保护设备检修试验管理工作的重点由检修、试验转移到管理上来，相应设备状态监控、状态评估的管理工作要大力加强，通过强调管理和技术分析的作用，严格控制，细化分析，确保设备运行安全和检修试验质量。

4 结语

这些年，在国家的大力推动下，IEC61850规约在网内数字、智能变电站中深入地实践应用，技术已趋于成熟，各地已经认识到智能变电站与传统变电站有着明显的优越性。于是，越来越多的智能变电站如雨后春笋一般地出现在我们身边。传统的测试方法和调试规程已经不能适应这些新型的智能变电站的调试要求。随着我国科学技术的不断发展以及智能变电站的不断开发，为了保证继电保护系统能够更好的为电网服务，还需要不断的加强对继电保护系统检修试验方法的研究，促进智能变电站的不断发展。

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TM76

A

1004-7344（2016）16-0060-02

2016-2-15

尹征（1979-），男，工程师，本科，主要从事变电检修工作。