智能变电站继电保护运维防误技术研究及应用分析

国网冀北电力有限公司超高压分公司 徐兴华 邢宇欣

1 智能变电站发展方向

随着计算机技术深层次推广及物联网技术水平提升，现实中的智能变电站监控系统较为健全完善，安全自动装置等在计算机监控下高效率运转，不仅可远程数据传送，还可实现微机型继电保护。在此基础上，保障二次设备完成关键性数据交换，从源头提升信息共享能力。研究发现，传统变电站数据交换（一次和二次设备）较为复杂，依靠电气回路实现，同时需要二次电缆的辅助，智能变电站推广中这部分内容成为改造的重点。当前，智能变电站功能得到了全面升级，传统数据交换方式有了进一步的更新，现实工作中变电站智能化改造可从以下层面开始优化。

提升一次设备智能化水平。变电站流变和压变均是重要指标，属于设备运行的模拟量，想要提高变电站的智能化水平，必须通过相关模拟量转换来实现，将模拟量变为数字量，这是最基本的技术保障，不容忽视[1]。同时，将变电站中的设备（一次和二次设备）与数字化设备完成对接，实践证明借助这样的方法，可以将电压等级升高后二次侧输出增多问题从源头消除，提升电网的稳定性。如常见的局部发热情况，借助上述技术改造后，可以促使其发生概率降低。此外，一次设备智能化等级想要提升，还须在原有技术保障下统一产品规格和性能，整合分散的智能设备，利用科学的手段提高变电站设备适应性，营造智能变电站运维的良好环境。

简化二次回路。专用通信协议使用会增加智能变电站功能完善的难度，为此在变电站的未来发展中还要简化二次回路，确保变电站二次设备的稳定性和相对独立性，夯实智能变电站基础。二次回路越复杂，意味着智能变电站运维中信息共享度越低。另外，复杂的二次回路设计还会伴随产生冗余大、结构不稳等电网使用问题，为智能电网埋下隐患，为此在智能化改造中科学、有效简化二次回路十分必要。

科学使用继电保护机制。以往的变电站运维中，容易发生交直流串扰的问题，甚至有时还会出现设备饱和等问题，运维管理难度比较高。现实中，采用智能化管理模块后，这方面的问题得到了处理，借助继电保护装置，可科学营造稳定的变电环境，并在此环境中增强电力系统高效性。

2 运维防误技术应用

笔者所在的变电站是110kV 输变电工程的重要构成，位于某工业园内，新增变电容量12.6万kVA。该智能变电站工程的建设是为了满足工业园用电负荷增加的现实需求。因为GIS 智能变电站项目运行压力较大，在日常运维管理中变电站继电保护成为主要技术内容。为科学发挥继电保护运维防误技术的优势，本次项目中使用了综合型的防误技术，主要包括主动式综合防误、硬压板误投补救、软压板投退防误、装置就地操作防误以及装置检修隔离防误技术。

2.1 主动式综合防误技术

综合防误属于系统性较强的控制失误行为，在准确判断出口和了解设备性能的基础上尽量减少操作失误。现实应用中，综合防误技术控制性强，具有一体化监控特点，值得推广。但该防误技术应用前，想要达到理想的效果，须先对本地操作系统实施精准的判断，以便影响防误工作质量。该技术发挥作用期间，须根据综合防误规则，调整相关的内容，做好断路器性能检验与隔离开关的综合防护。主动式综合防误技术的要点如下。

准确评估保护装置。这里特指的保护装置主要有隔离开关以及作用关键的断路器等，要及时发现装置问题；全面检查防误设备。使用综合防误技术时，想要达到理想的效果，应全面检查防误设备，将其作为技术保障，防止出现失误，保障电力输送能力；整改SV 接收软压板。在保护母线时，须结合现实需求，整改SV 接收软压板，在合理技术保障下增强装置应用效果，营造良好的电力输送环境；科学遵守防误原则。在电力运输时，要科学遵守相关的防误原则，在母线无法“退出”的情况下，应按照原则实施封闭技术处理，在技术综合保障下防止形成严重的母线保护误动作影响。

现实工作中，可成立电流速断保护模型对故障情况科学预防，提高电力配送稳定性，相关公式为：IMAX=Ep/（zp+zIL），式中：Ep为稳定的系统电压，是重要的计算参数；Zp为系统等效电阻，与系统电压是相对应的；ZI为正序阻抗；L 为线路长度。此外过电流保护公式如下：I=KMAX｛I,IL｝，式中：K 为重要的系数，I 和IL分别代表的涵义是电流定值和负荷电流（最大值）。

2.2 硬压板误投补救

在操作硬压板时，故障因素众多。由于用人工操作方式，所以此环节的防误控制被动，不具备主动性。现实工作中，一旦产生误投操作，其后果影响较为严重。为此，须细致观察硬压板的位置，掌握硬压板的具体位移参数，若是出现隐患问题，须积极主动应用防控措施，确保现实变电站运营安全。例如，在硬压板修复阶段，要合理降低误投事故的概率。当出现误投事故时，须借助风险判断机制，将危机及时消除，防止产生功能闭锁。除此之外，在补救过程中，须综合考虑多种因素，全面监控硬压板状态，一旦出现变位信号，要改变设备运行状态，在此前提下，为一次设备的持续性运行提供保障。

2.3 软压板投退防误技术

近年来，电网技术发展中，软压板投退防误技术应用较为频繁，软压板投退过程中，需要遵循相关的技术流程，特别是在遥控阶段要实施一体化调控策略，保障继电保护的有效性。结合现实经验可知，软压板投退防误技术的实施效果，易受两类因素的影响，第一类因素是远方投退压板；第二类因素是远方操作，稍有不慎，就会形成继电保护误动，直接威胁电网稳定性。

在检修过程中，须结合上述的影响因素采取针对性的故障问题处理建议，措施如下：在有效设置保护装置阶段，须对硬压板状态进行检验，使其处于保护检修状态，为后续工作提供保障。同时，将软压板投退状态较为科学的保存，确保发生掉电现象时信息不会丢失，为电网运行夯实基础；保护装置想要发挥完整的作用，需要在其中设置软压板，这是最重要的技术保障，当接收软压板时（投入“SV”），需要进行对比操作，对压板状态和AV 中的test 全面检修，消除智能变电站故障隐患，发挥继电保护的最大作用。

2.4 装置就地操作防误

运维防误技术应用中，装置就地操作防误是较为核心的内容，装置就地误操作诱因较多，主要因为在采集数据阶段，可操作时间较短，造成防误规则的混乱。另外，由于装置面板数量较多，所以容易形成误入的情况，影响供电的安全和平稳性。基于此，在分析防误因素时须实施科学的考虑，从以下方面入手强化装置就地操作防误效果：结合相关技术操作要求，全面分析控制装置，确保装置的性能理想，结合现实需求，积极优化其使用性能，提升设备的稳定性；发现隐藏在装置中的问题，借助自动化控制技术，确保相关操作可以依据指令进行，消除误操作的影响；结合现实需求构建三层防误体系，在构建体系的基础上发送相关指令，在安全的操作流程中防止产生误操作行为。

2.5 装置检修隔离防误

检修继电保护装置时，离不开隔离系统的有效设置。实践证明，大胆启用隔离系统，可降低误操作概率，确保电网的持续稳定，传统的继电保护环节中，多数情况下均是使用电缆连接的方式实施合理的二次回路选择，但是这种操作滞后性是相对明显的，会存在一定的隐患。基于此现实中可借助光纤组网和物理端子，实施关键电网信息的传递，获得虚拟化二次回路，在此技术保障下发挥保护软压板和SV 接收的特殊功能。但现实应用中，一旦压板数量过多，就会弱化检修隔离效果，甚至形成顺序错误等情况。

针对此项技术问题，科学的优化措施如下：首先综合利用可视化技术，了解各个细节点，借此提升检修的质量，保障检修的精度，通过检修的技术保障，防止产生误操作；其次明确检修状态执行层、装置层等，实现可视化检修；最后实操中检修继运维装置时，隔离开关与断路器是重要的检修内容，要详细记录网络状态，借助操作前后的状态对比，降低误操作的影响。

表1 隔离防误操作信息

3 运维防误技术应用的质量保障

3.1 对主动型防误技术加大研究力度

主动型防误技术应用时，想要发挥防误技术最大优势，须结合电力资源使用需求，加强继电保护装置的有效管理，在主动防误技术的完整体系下，改善变电站继电保护现有模式，提升装置的信息接收能力以及优化传递功能。在现实继电保护的真实场景中，结合系统运作特点，高质量引入主动防误技术，加强保护装置的管理和约束。继电保护装置管理属于系统的工作，作为中间环节的控制人员要强化主动防误的意识，需要全方位、多角度实施主动型防误技术的渗透，搭建科学的主动防误体系，消除电网运行的隐患。在接收板装置的持续影响下，充分整合电网资源，提高电网资源利用率，降低电力资源损耗，从而增强电力系统稳定性。

3.2 科学完善防误操作库

在上述措施基础上，还须科学完善防误操作库，借此保障资源利用率。智能变电站作用显著，其核心信号和部件构成如图1所示。

图1 核心信号和部件

结合现实经验可知，防误操作库具有积极的影响，能够为继电保护提供精准的服务，同时为装置的运作夯实基础，提供网络化支持。在信息技术合理渗透的今天，电力系统防误操作优化管理中防误操作库建设十分重要。实践证明，借助重要数据信息（防误数据库中的）能够为技术人员维护方案的制定提供依据，从而支持智能变电站可持续发展。

防误操作信息库运作的核心内容包括：错误操作信息库。从现实工作了解到，错误操作信息库是重要的技术保障，可对技术人员错误操作进行约束，并集中管理错误操作行为，为智能变电站运行提供理想的环境。根据变电站的运行，调取关键信息（从防误操作信息库中），提高变电站运维能力；错误补救规则数据库。研究发现，部分继电保护装置较为特殊，内部未配备拦截设备，所以使用中易导致设备失灵，影响电网稳定性。为消除这方面的影响，提升设备的运维能力，要借助错误补救规则数据库，对问题进行判断分析，提前制定应急措施，助力智能变电站平稳运行。