探究110kV智能变电站继电保护的运行维护

陈武

湖南长远锂科股份有限公司 湖南长沙 410000

当前电网技术不断的发展，我国目前新建的变电站均为智能变电站。通过智能变电站的建设，有效实现了各级电网的协调发展，以我国的特高压电网为基础，让通信技术、信息技术、计算机技术实现了集成化，是当前的一种新型电网模式。智能变电站在运行过程中能够为人们提供质量更高的电力资源，但在智能电网中对继电保护的要求也非常高，很多智能变电站的继电保护系统仍存在一定问题，且智能电网运行中继电保护也没有有效的实现普及，因此，需要加强对智能电网继电保护系统的分析，明确继电保护的重要性，应用恰当的措施落实智能变电站的继电保护全过程管理。

1 110kV智能变电站继电保护系统的特点

110kV智能变电站继电保护系统的核心任务是妥善处理供电系统中出现的各类故障，从而保证供电系统的可靠运行。智能变电站继电保护系统具有较好的灵敏性，一旦供电系统当中的某个电气设备出现故障，继电保护系统可以立即作出反应。一般来讲，110kV智能变电站继电保护系统由以下几部分构成：智能终端、电子互感器与合并单元等。若智能变电站继电保护系统发生运行故障，系统能够立即分离电网和相关保护装置，而且可有效监控智能变电站，如果设备出现故障，系统能够自动发出警报信号，提醒相关人员进行维修[1]。

2 110KV智能变电站继电保护系统面临的若干问题

2.1 计算失误及人为失误

计算失误是当前智能变电站继电保护系统中面临的重要问题，出现计算失误将会让智能变电站继电保护系统面临非常大的风险。因此，在实际的过工作过程中，必须要加强对计算失误现象的控制，有效的保障智能变电站继电保护运行安全性与稳定性。通常情况下，计算失误出现的主要原因是对继电保护系统定值整定计算出现故障。

2.2 在线状态检修准确性比较低

智能变电站继电保护系统之中，如果光纤稳定性能比较差，会影响继电保护系统的安稳运行，从实践角度来分析，若光纤发生破损，保护设备与智能终端间的继电保护系统会丧失部分功能。当GOOSE与SV插件发生故障，智能变电站继电保护系统也会丧失功能。出现上述现象的主要原因是系统的在线状态检修不准确导致的，为了保证110kV智能变电站继电保护系统安全运行，检修人员需要加强定期检修，提高系统在线状态检修的精确性。

2.3 越级跳闸及延时跳闸

智能变电站继电保护中的越级跳闸和延时跳闸是最为常见的故障。在继电保护系统运行时，开关保护部分出现错误，将会造成越级跳闸。通过对当前电网的调查发现，负荷越集中的地方越容易发生越级跳闸故障。另外，智能变电站中的某一部分线路出现短路时，继电保护系统将会出现拒动现象，这一情况将会导致线路短路现象严重化，为了对电网进行保护，继电保护装置将会出现延时跳闸[2]。

3 提高110kV智能变电站继电保护的运行维护水平的有效措施

3.1 保护网跳闸延时分析

保护网跳闸延时发生，主要有两个决定因素，报文发送及网络传输延时。报文发送延时主要为装置通信处理器报文处理延时。在通过智能变电站使用工程动模的方式进行测试后发现，装置各个端口处理延时为25μs，即第一个端口处理延时达到25μs，第二个则为50μs，以此进行类推。网络传输延时问题多是因为多处延时构成，主要包含如下因素，交换机存储转发出现延时的情况。现阶段，智能变电站所使用交换机都是转发存储原理，进行单台交换机延时的计算时，可以直接用帧长比于传输速度得到计算结果，假若使用光口为100Mb/s，最大帧长为1522b，同行部帧头8b，交换及转发存储的延时则为122μs；如果是千兆端口存储，则转发延时则为12s。交换机的交换出现延迟，交换延迟为固定的值，主要受到交换机优先功能、芯片处理等功能速度影响，工业以太网交换机的延迟一般为10μs以下。光缆传输发生延迟，主要由光缆长度影响，以光缆长度比与光缆光速，光缆光速即是光速的2/3，就能得到延时值。例如，1km的光缆，传输的延时大约在5μs。交换机帧排队发生延时，帧冲突主要在广播以太网中出现，以太网交换机和队列结合，进行存储转发，能够使得共享性以太网帧冲突问题得到解决，帧排队延时问题则可以通过帧优先级设置解决。

3.2 正常状态下继电保护运行维护技术

智能变电站运行过程中，继电保护运行维护技术，成为强化电力系统安全运行重要的载体，继电保护运行维护技术主要由以下装置和系统组成，装置包括继电保护装置、网络交换机以及报文分析仪装置，系统为变电站监控系统。工作人员应对上述装置和系统进行定期的巡视，根据巡视情况实施具体的措施，保证装置和系统具备保护功能。工作人员借助电子设备，构建信息管理体系，通过信息技术收集相关信息，一旦线路出现安全故障，信息管理系统会在第一时间内发出预警，工作人员按照流程处理出现的故障。在处理过程中，系统可将处理时采用的技术以及出现的相关信息参数，以电子数据的方式存储在网络内。此外，工作人员应对使用的光纤实施检修和维护措施，保证光纤的运行能力优于传统的电缆能力。

3.3 继电保护装置

继电保护装置对实时可靠性要求高。保护通过SV报文接收电流、电压信号，应直接采样：保护通过GOOSE报文实现装置之间状态和跳合闸命令信息传递，对于单间隔的保护应直接跳闸，涉及多间隔的保护宜直接跳闸，对于启失灵、闭重信号等间隔层设备间信号可采用GOOSE网络传输。保护装置通过MMS报文与站控站层设备直接通信，保护装置的功能投退和出口连接片均采用软连接片，软连接片支持遥控。应该注意的是智能终端检修压板投入，则智能终端上传的所有信息均带Test的品质位。那么线路故障时，保护装置发送动作信息给智能终端，智能终端虽然接收到保护动作信息，但不做处理，相当于传统变电站的开关拒动[3]。

3.4 软压板的管理

在智能变电站中，对继电保护装置的检修，需要做好检修压板的保留，其他的压板可以换为软压板，有效的实现智能变电站继电保护的远程投退。对软压板的管理主要是对软压板的保护装置和配置情况进行分析，有效的对软压板投退运行情况进行管理，保障继电保护中的保护装置能够与监控后台相匹配，坚决杜绝因匹配不一致而出现的远程投退错误。

3.5 过程层中的继电保护

在110kV智能变电站中，其对电路的保护主要是以站控层、间隔层和过程层作为着手点的，根据《智能变电站继电保护技术规范》的要求，110kV智能变电站站控层网络与过程层网络完全独立配置，组网方式为单星型高速以太网，通信规约采用DL/T860标准，传输速率为100Mbps。

站控层MMS/GOOSE网络，过程层SV网络，过程层GOOSE网络完全独立，继电保护装置接入不同的网络时采用完全独立的数据接口控制器。对时智能变电站继电保护与站控层信息交互采用DL/T860（IEC61850）标准，建立全站统一模型、统一规则、统一配置，提供系统配置工具和装置配置工具，配置工具能对配置文件进行合法性检查，生成的配置文件能够通过SCL的schema验证。

3.6 定期维修，保证110kV智能变电站继电系统的稳定运行

为了保证智能变电站继电保护系统的安稳运行，要求继电保护系统运维人员具备良好的专业技能，所以，企业要对继电保护运维人员进行专业技能培训，保证作业更加规范，提升继电保护运维人员的综合素养。由于部分110kV智能变电站继电装置的运行时间过长，针对这些装置，运维人员需制定出科学的检修措施，并定期进行维修。继电保护系统运维人员要定期进行巡检，并制定出科学的检查项目，认真按照检查规划进行维修，在保证继电装置可靠运行的同时，不断减少继电保护装置出现较大运行故障的概率。通过对110kV智能变电站继电保护装置进行定期维护，可以有效延长继电装置的运行时间，减小外界不利因素对110kV智能变电站继电系统产生的影响。

4 结语

总而言之，在我国电力事业发展中，110kV智能变电站通过采用继电保护装置，可有效保障电气一次系统的安全使用与高效运行。作为电力领域工作人员，必须不断提高自身的专业能力与综合素质，使110kV智能变电站中的继电保护系统能够更加稳定、安全，从而使其在我国电力领域中发挥出更大的作用。