智能变电站继电保护在线运检方法研究

皮江涛

摘 要：在我国一些地区，智能变电站的应用已经取得了重大成就。智能变电站和继电保护系统在许多领域得到认可和推广，改变了传统的排除单一节点检测方式，实现了智能检测，同时实现了智能化检测，系统和设备的使用已经突破了传统的简单检测模式。根据此种模型可以研究开发新一代继电保护在线运检系统，以更好地服务于人类的生产和生活，更好地促进经济发展。因此，我们坚信新一代继电保护将在新领域开辟新的天地。

关键词：智能变电站;继电保护;在线运检

1智能变电站的结构

智能变电站作为电网系统中的核心部分，承担着电力输送的功能，直接关系到输配电效率和供电质量。当前我国所采用的智能变电站一般结构为三层双栅形式，其中三层是指站控制层、过程层以及间隔层，双栅则是指过程层网络和站控层网络。其中站控层是整个变电站的控制中心，具有相对较高的管理能力，负责收集信息、判断信息、实现电力通信功能和同步对时功能等。过程层通过利用合并单元、开关设备以及电流互感器和智能终端等，基于电压互感器和断路器等设备，能够为智能变电站模拟量、获取开关量，作用是保护变电站的设备和收集信息。在过程层和站控层之间存在间隔层，其能够为智能变电站稳定运行起到保护作用，其中包含了安全自动装置、继电保护装置以及监控、测仪表等二次设备，主要功能是确保一次设备正常运行。

2智能变电站继电保护设备存在的运行问题

2.1智能终端存在技术缺陷

虽然智能变电站存在较多的优势和功能，但在实际运行过程中，其智能终端存在一定的技术缺陷。比如智能终端出现故障或者是合并单元发生故障问题，会导致整体系统中的多个继电保护装置受到严重影响。这是由于智能终端没有完全的发挥故障处理的功能和作用，致使线路合并单元发生损坏，迫使继电保护装置从系统运行体系中退出，不利于保护智能变电站的设备安全性。

2.2光纤联系不稳定

在智能变电站的运行维护中，比较显著的问题是光纤联系不够稳定，一旦继电保护装置中的光纤联系出现中断，其装置就会失去保护作用。而引发光纤联系不稳定的原因包括继电保护装置被硬物积压，破坏了与智能终端之间的联系，或者是GOOSE插件、SV插件出现故障等。这些部件在继电保护装置中需要维系性的工作状态，一旦发生故障问题，就会对发送插件造成不利影响，致使系统无法发挥智能化和自动化的保护功能。

2.3继电保护装置老化严重且更新复杂

当前在很多智能变电站中，受到空间和环境因素的影响，其继电保护装置设置在室外进行运行管理，长时间就会出现老化和破损更换等问题。比较常见的现象是智能变电站继电保护装置的智能终端、合并单元和一次设备长期在室外运行，会出现比较严重的锈蚀和积尘问题，在很大程度上造成了设备老化，影响其功能的发挥。另外一方面，对装置进行更新时，具有相对较大的复杂性和操作难度，更换GOOSE插件、CPU设备和SV设备，往往需要有丰富的操作经验，还需要设备厂商的技术指导，其更新过程是先重新下载CID配置，然后根据研发插件厂商的指导和要求利用不同工具和不同下载方式，这种现象极大地增加了运行维护和管理的难度。

3继电保护在线运检模式

3.1在线运检与传统运检的异同

（1）从本质上来看，传统的运检方式和在线运运检方式具有相同的目的，两种运检方式都是为了得到继电器保护的状态信息，可用于评估继电保护的状态并分析继电保护中存在的问题，方便了智能变电站的稳定运行。

（2）从原理角度来看，传统的运检方式是将继电保护系统当成一个黑匣子，然后用手动方式将数据添加到黑匣子中，给其中增加激励来收集和评估继电保护结构的状况。在线运检继电保护系统利用线路控制的全景信息，实现了继电保护系统状态的确定。

（3）从继电保护状态角度来看，传统的运检方式和在线运检的方式获得的信息略有不同。传统的运检方式控制的特定信息无法通过在线运检方式实现，可以将其成为传统运检方式的独特信息，包括对外观的检查，回路的防腐蚀检查，回路线路检测和端正的控制与紧固;另外，通过传统运检的方式或在线运检的方式可获得相同的信息数据，符合运检模型;同时使用在线运检的方式也会获得传统运检方式不能获取的信息，具有独特性。

3.2基于全景信息开放的在线运检方法

（1）基于设备信息的在线运检方式。设备状态信息包括软件和硬件版本号、固定值、时间信息等。在全景信息开放前提下，可通过智能设备进行连续测量和实时打开。对于在线設备状态检查，只需一次设备信息。信息这部分彼此相对独立。基于此信息实现在线检查是基本思路将该信息与其自身的历史数据或阈值进行比较。

（2）基于运行状态信息的在线运检方式。运行状态信息包括交流采样值、更改值、保护措施的结果、备份协调的主要结果等。在基于全景信息开放的假设下，这条信息可能是智能设备可实时测量并在运行时打开。为了在线控制运行状态，不仅需要使用单个设备必须准备的某些信息需要使用交叉间隔信息。基本思路和设备状态的电子检查方法相同。

（3）基于保护配置信息的在线运检方式。为了更好地评估每个继电器的安全性，需要将其打开放置在合适的安全信息。智能变电站的整个站管理系统（SCD文件）使用能源可以确定变电站和所有IED的处理的主要系统的结构。建立到虚拟终端的信息和通信链接以及所有IED的连接等待。因此，本文使用SCD文件中的不同类型的信息来提取保护处理信息，并确保可以使用在线浏览。

结束语

长时间以来，智能变电站的继电保护经常会由于运检管理不善或运维人员操作失误等原因导致变电站出现故障。实际上，智能变电站属于整个输配电系统的核心部分，对于电网的稳定运行相关重要。对于智能变电站管理人员而言，需要与智能变电站的运行情况相结合，不断改善和提高在线运检方法，以获得最佳效果的继电保护。鉴于此，对于智能变电站继电保护在线运检方法的研究具有重要的研究价值和实用价值。

参考文献：

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[2]周永宏.智能变电站中继电保护对策研究[J].造纸装备及材料，2020，49（04）：231-232.

[3]王彦洁.智能变电站继电保护在线监测系统关键技术及应用研究[D].哈尔滨理工大学，2020.

（湖北省黄石供电公司，湖北 黄石 435100）