220kV智能变电站继电保护调试关键问题探究

国网太原供电公司 谢锡樑

1 220kV 智能变电站概述

1.1 智能变电站的应用优势

在对电力资源需求量不断上涨的当下，传统的变电站已经无法满足用户的用电需要，多样化的技术方法被融入了当前的变电站电力技术应用工作中。通过推动变电站朝着现代化，智能化方向发展的方式，解决了传统电力输运事业中存在的诸多问题。笔者从《国家电网公司发展战略纲要》中了解到国网规划2020-2025年间共计新增6380左右智能变电站，具体数量统计如图1所示，其中包括1986座220kV 的智能变电站。新增智能化的变电站有着先进、可靠的运维管理系统，并且相较于传统的变电站，主要依赖人力开展运维管理的模式，大量智能化、自动化设备的应用，不仅有效提升了变电工作的自动化程度，还可以有效提升信息的传输速度。

图1 “十四五”期间国网新增智能变电站数量统计图

同时，变电站在运转过程中本身会消耗一定量的能源，具体计算公式为：ξc=Σpi×Ti×0.7，其中，ξc 指的是变电站的年用电量，单位为kWh/a；Pi 单项用电设备的负荷，单位为kW；Ti 单项用电设备的运行时间，单位为h；0.7指的是负荷系数。但是在智能设备融入变电站后，变电站Pi、Ti 都会有所下降，变电站在投入使用后整体会消耗更少的能源，因此在低碳环保型电网系统的建设过程中，智能变电站有着较大的应用优势。此外，相较于传统变电站需要耗费大量人力、物力资源开展设备检修维护工作的情况，智能变电站中智能设备的应用有效减少了工作人员的工作压力，为电力资源的稳定供应提供了保障[1]。

1.2 智能变电站的关键设备

智能互感器。为了切实提升智能变电站的抗干扰力，在开展布线操作时，线缆的走线方式均为沟槽盒形式，这不仅满足了高压电缆、配电电缆的装配需要，还降低了线缆装配工作中光纤与组合式的电子互感器连接到一起的难度。总之，结合智能变电站的具体运维管理需要，应用沟槽盒形式，在保证线缆转欧赔、互感器运作质量的同时，提升了变电站信息传输工作的效率，为智能变电站的高质量发展提供了助力。

网络处理系统。为降低电力资源运转管理工作的难度，在变电站建设过程中，需要构建一个符合变电站实际需要的高效网络信息处理系统。相较于其他变电站，220kV 智能变电站的网络信息处理系统可以被分成GOOSE 与SMV 站，在应用过程中，可通过记录故障信息波段、帮助工作人员调取故障历时信息等方式，降低变电站设备运维管理工作的难度，为智能变电站各设备的稳定运转提供支持。此外，网络处理系统的应用，使得变电站有了线上办公这种工作模式可以选择，不仅为变电站工作人员工作量的减少提供了支持，还可以切实提升变电站电力设备故障的处理效率，为变电站应急处理能力的提高提供助力。

1.3 继电保护系统的工作流程

我国220kV 变电站继电保护方式是一种以合并单元为核心的智能继电保护体系，相较于传统点对点的继电保护模式，这种新型继电保护模式的应用，有效提升了继电保护工作的成效。在某智能变电站的改造过程中，继电保护体系的具体工作流程如下。

首先，应用前端装置收集220kV 智能变电站设备运转信息的过程中，可通过将收集到的设备运转信息与标准信息加以比较，了解设备的具体运转状态；其次，为了挖掘信息的价值，可利用通信网络，将设备实时运转信息传输至合并单元中，在完成信息格式化处理工作后，将其传输到交换机系统当中，可以满足多台设备的信息共享需要；最后，利用继电保护单元分析相应设备运行的安全系数，若发现过程数据超过安全系数阈值，那么保护单元执行保护动作，停止异常用电行为，从而达到保护变电站设备运转状态的目的。

表1 220kV 智能变电站继电保护基本模式

2 智能变电站继电保护关键问题

现场工作量大、技术性能要求较高，是220kV智能变电站继电保护调试工作的典型特点。现阶段，为了切实提升调试工作的质量水平，工作人员需要结合变电站的实际情况，通过明确变电站继电保护关键问题，并在调试过程中，提升对问题关注度的方式，为变电站继电保护装置的正常运转提供保障。某220kV 智能变电站保护系统基础架构为三层结构，通过这种设计方式，其设备组成包括智能传感器和网络处理系统。使实时自动保护目标达成。

2.1 开展调试准备工作

调试准备是正式开展220kV 智能变电站继电保护调试工作前的重要环节，为保证调试准备工作能够取得令人满意的效果，降低后续运维调试工作的耗时，以《继电保护和电网安全自动装置检验规程》为基础，结合变电站的具体情况，构建系统化的变电设备调制机制，确定适合变电站调试工作开展的调试制度、调试流程、作业指导书等文件，确保在后续调试工作开展过程中能够做到有规可依。

为了提升调试工作的质量与效率，本案例在组织构建调试队伍的过程中，变电站在明确调试工作需求的基础上，组织工作人员开展与保护调试相关的知识与技能培训工作，并在培训工作结束后，对工作人员的专业素养进行考核，选择综合成绩达标的人员组成专业的调试队伍，确保调试人员在后续调试工作过程中能够高质量地完成各项调试保护工作；考虑到调试监测设备的运转状态与调试结果的准确性之间存在着直接的联系，因此，在准备阶段需要以相应规范为基础，完成调试监测设备的准备校验工作，然后结合调试任务，明确变电站继电保护调试工作的关键点，确保调试工作能够取得预期的效果。

2.2 开展通用调试工作

通用调试工作的内容主要包括对于继电保护装置的类型、接地情况等与通电后设备运行状况相关的信息进行测试与调整。

具体来说，本案例在调试过程中，先检查装置的整体状态，若发现继电保护装置存在破损情况，对其及时更换。在检查装置接地装置的过程中，若发现接地设备性能不达标，绝缘效果无法切实满足继电保护装置的工作需要，则可在确定导致这一情况出现的原因后，开展针对性的检修工作，例如，若导致绝缘效果不达标的原因在于绝缘装置不能正常工作，那么工作人员则可以通过更换绝缘设备的方式，保障装置的运转安全。

2.3 调试保护装置元器件

本案例在开展保护装置元件调试工作时，保护装置元件调试方法需要以现场实际情况、变电设备的具体运行方式为基础，合理选择，并且通过提升对关键检查节点关注度的方式，达到提升检查工作质量的目的。

一是先检查设备的运转状态，确保各插件完整并且能够正常工作；二是重点检查端子排压板是否存在松动现象；三是在切断电源、拔出所有逻辑插件后，对交流、直流回路绝缘情况进行检查；四是在检测设备电流流转状态时，为避免触电事故的出现，则可以先切断对应电路，并短接端子排，然后应用测试仪，读取电路电压、电流零漂等数据，并将最终读数记录下来；五是本案例在采样精度测试过程中，控制各测定数据误差不大于5%的基础上，在端子台上加载交流电压与电流，然后读取采样值；六是检查开关量的过程中，对各类供电情况进行模拟，并了解输出节点的具体动作情况。七是在完成固定值校验工作后，需要对光纤通道的联调情况进行检查，以便保证光纤的通信功能能够得到正常的发挥；八是在正式开展保护装置的现场安装工作前，需要先开展装置的厂内联调工作，避免将本身存在问题的装置安装到智能变电站当中，增大智能变电站的后续运维管理难度。但需要注意的是，若对设备进行版本升级处理，在升级工作完成后，工作人员需要对其再次进行严格测定，确保设备原有功能均能正常实现。

2.4 开展通道调试工作

光纤通道运行状态与光纤通信质量之间存在着直接的联系，现阶段为了保证光纤通信工作能够顺利推进。本案例借助调试通道的方式，完成光纤通道状态的检查调试工作。在工作过程中，观察光纤通道内部发光功率、通道插件标称值状况等信息，了解光纤是否处于正常的运转状态下。开展通道调试工作前，需要对光纤通信情况加以检测，若在检查过程中，发现光纤完整，异常灯没有被点亮，并且在测定其他相关通道状态数据时，计数结果没有出现明显波动，就可以开展后续调试工作。

需要注意的是，为了保证调试工作能够正常进行，需对光纤进行清洁处理，然后检查设备的接地情况，在保证设备接地状况良好的基础上，根据设备具体接线要求开展接线工作，并且在接线过程中需要将不同的接地网正确分开。为了了解光纤收信率是否存在异常，本案例除测定收信裕度，还确定通信时钟设置统一识别编码，若纵联通道运转状态保持稳定，则表明光纤正常运转。

此外，一般情况下，智能化继电保护校验仪可以被应用于220kV 线路继电保护装置入量通道的状态监测工作当中，为了切实提升校验工作的可靠性，本案例先后检查了校验仪的配置情况、光网口灯的状态、模型文件配置情况等检查工作，在确定校验仪能够正常工作后、光网口指示灯持续闪烁、文件在模型出口位置有相同的跳闸数据集后，确定设备运转状态正常。同时，考虑到特殊保护装置检测过程中存在特殊要求，为了切实提升检测工作的准确性，需核查GOOSE 基本参数，确保数据及名称不存在谬误，如果发现异常情况则及时对其处理，达到保证进入闭锁能够正常工作的目的。

2.5 GOOSE 的调试工作

查GOOSE 报文统计与通信统计状态，是菜单栏设备调试工作中的关键点之一。在实践活动中，若检查结果正常，则表明GOOSE 能够正常工作。同时，为了保证GOOSE 能够正常发送信息，在开展GOOSE 调试工作时，在明确GOOSE 调试工作要求的基础上，以GOOSE 系统的具体部件设置情况为基础，为其配置发送压板，为后续设备退出使用时的零值处理提供可靠的装置参照。

3 结语

总而言之，220kV 智能变电站是保证电力资源正常传输的重要部分，继电保护设备作为变电站中不可或缺的重要设备，其调试工作量相对较大，调试内容较为复杂，为了切实保证变电设备能够正常运转，本文所研究的220kV 智能变电站在调试工作中，以智能变电站的具体运营管理需要为基础，结合设备的运维管理标准，制定具有针对性的设备运维调试方案，确定在设备投入使用前后需要调试的项目，确定调试工作中，表示设备是否能够正常运转的状态信息，然后结合调试工作中获得的状态信息，汇总分析测试结果，确保继电调试工作能够取得满意的效果。