智能变电站继电保护装置检修方法分析

四川明星电力股份有限公司 胡健平

智能变电站的继电保护维修的主要内容是对电网二次设备的维护，但由于变电站的设备排列繁多以及结构复杂，继电维修检护工作变得更加困难。因此加大对于智能变电站的继电保护维修方法的研究，可以提供更多科学的检修方案，为智能变电站高质量的发展提供动力。对此相关人员应了解继电保护系统的特征，掌握继电保护装置维修方法。

1 智能变电站继电保护系统的主要特点

1.1 继电保护系统具备实时性特征

在电力系统的实际运用中，对于智能变电站继电保护系统，其实时性要求非常高。然而，数字互感器在进行数字采样时经常会受到开关操作、数据传输延迟等多种因素的影响，从而导致了定时误差的发生。其中，巩固队列和交换传输是数字信号器产生时间误差的主要根源之一。在这种情况下，电力系统操作人员需要采用科学方法，提前计算可能的误差，并将计算结果与采样数据相结合，以最小化延时误差对采样结果的影响。通过这种方式，能够有效提升智能变电站实时继电保护性能，确保在电力系统运行中能够准确、及时地应对各种故障和异常情况，从而确保电力系统的稳定运行。

1.2 继电保护系统具备同步性特征

我国电力系统在同步性方面仍需加强，因为传统变电站使用的互感设备缺乏实时同步功能。目前智能变电站系统主要应用数字化设备进行采集工作，因此数字化设备与继电保护设备的同步性显得尤为重要[1]。为此电力企业需要完善数字化设备和继电保护设备的同步性工作，其一是线路同步检测。因为数字化设备和继电保护设备采集的信号相位和赋值来源于不同的变电站，需要的是线路两端的数据，所以需要确保电力系统能够承载两者同时的运作。其二是电流、电压的保护。电流、电压的保护工作十分轻松，两者的工作不需要保持同步性，工作人员只需要按照要求在系统中输入符合的数值即可。

1.3 继电保护系统具有稳定性特征

在进行继电保护时，电力单位应选择稳定性较高的光缆线，以降低对电子设备的干扰。对此，电力单位可以在继电保护系统中应用一些先进的信息技术，使得系统可以自行检测，并且对于系统发出的警报及时进行自我处理。与此同时，技术人员还可以搭建与继电保护相匹配的模型，由其对继电保护系统的稳定性进行监测。

2 继电保护装置的作用

当智能变电站的某个设备或者某条线路出现故障时，继电保护装置能够将设备或者线路中故障的元件剔除，使得其他设备或者线路能够继续保持正常运作。与此同时，当某个设备或者某条线路无法正常运作时，会触动继电保护装置的警报系统，继而继电保护装置会向操作室发出故障警报。从而通知检修工作人员前往故障处对设备或者线路进行维修。因此继电保护装置不仅能够减少安全事故的发生，还能规避风险隐患，从而提高智能变电站的安全程度，为了能够更清晰展现继电保护装置动作逻辑可如图1所示，为某线路保护装置过流一段保护。

图1 继电保护动作逻辑框图

图中，Imax表示A、B、C 相电流（Ia，Ib，Ic）最大值（A）；Ia表示A 相电流值（A）；Ib表示B相电流值（A）；Ic表示C 相电流值（A）；Igl1表示过流一段保护动作电流整定值（A）；tgl1表示过流一段保护动作时间整定值（s）。

3 继电保护装置检修中重点考虑要素

3.1 在继电保护装置日常检修工作

一是人员因素。继电保护装置日常检修工作的主体是工作人员，因此，工作人员的专业知识水平、操作技能以及实践经验对日常维修工作具有重要影响力，电力单位要加强对工作人员的专业知识与技能培训，使工作人员以严谨的工作态度从事日常工作。并且在提高工作人员的工作效率的同时，保障工作人员的生命安全。二是时间因素。对于故障发生的时间，检修人员需要做好登记工作，将故障发生的具体年月日等基础信息记录下来。这些记录的信息都可以为以后的检修工作提供数据参考，更加便于检修工作人员准确找出故障问题。第三个方面是地点因素。检修人员需记录设备故障的具体位置，如变电站、开闭合所等。逐一记录故障的位置信息，不仅有利于检修人员对故障位置精准分析，还便于以后重点关照这些故障位置。

3.2 检修策略选择的基本原则

检修人员在选择检修策略时，需要遵循全面综合原则、科学管控原则、系统化原则。首先是全面综合原则。检修人员要用全面的眼光看待继电保护装置检修工作，合理预测未来可能会发生的风险隐患并且能够提前制订相应的解决方案，综合把握继电保护装置可能出现的问题。

全面预测继电保护装置可能出现的故障，对于减少事故发生及其影响具有积极作用。在进行日常维护时，检修人员应遵循科学的管理原则，结合专业知识和实践经验，以科学的方式进行设备检修。同时，必须坚持系统化的原则，确保对数据进行全面地分析和整合。这样的方法有助于提高维护效率，减少潜在故障的发生，从而确保设备的可靠性和稳定性，为工业运行提供更可靠的保障。所以在继电保护装置检修过程中，必须坚持系统化原则，对记录的数据信息进行整理和分类[2]。

3.3 成本控制方面

在维护智能变电站的继电保护设备时，电力单位必须特别关注控制维护成本这一至关重要的因素。随着电力企业规模的不断扩大，继电保护装置在电力系统中的关键作用日益凸显，然而，与之相伴而来的是维护成本的逐渐上升，成为一项不可避免的问题，给企业带来了沉重的负担，难以有效控制其盈利水平。因而，有效、合理地掌控继电保护设备的维护成本已经成为电力企业迫切需要应对的主要挑战。在设备的选择上，首先要制订详细的采购计划，通过综合比较、具体调研、分析实践，选出最适合本公司的设备采购方案。其次，对成本进行合理的预测，划定预算标准，在不影响公司整体利润的情况下，根据企业的采购计划，购买合适的设备。

4 智能变电站继电保护装置维修方法分析

4.1 继电保护系统组件检修方案

继电保护系统的组件一般由取样单元、比较单元、处理单元、执行单元组成，通过严密的逻辑判断，从而实现保护功能。为了便于理解下面的内容，笔者通过图片直观展现继电保护系统的组件，如图2所示。

图2 继电保护装置组件图

第一，一般情况下，设备自带的监测功能能够监测出时间同步系统是否出现故障，对于出现的故障会自动发出检修的警报。比如，电源故障、天线损坏这类比较严重的故障，时间同步系统均对其设置了专门的识别专区，一旦此类故障发生，时间同步系统就会及时发出警报，故障便归待检修的状态。

第二，对光缆通道的主要维修内容有定期维护、故障检测，以及状态检修，但是光缆通道的数量十分庞大，开展定期检修工作不仅大大增加了工作人员的检修工作量，而且还容易对电缆的质量产生一定的影响，进而增加维修费用。由此可知，定期检修并不是维护电缆通道的最佳方案。

第三，电缆通道只有在发生了故障的情况下才能够开展故障检测工作，同时电缆通道的故障会引起变电站IED 设备的故障，IED 设备的故障会影响开关装置的运行，进而导致安全事故的发生。目前线上的监测技术逐渐发展成熟，并且光缆通道的故障会随着时间推移变得越发严重，线上监测系统可以最大程度上跟进光缆通道的运行状态，因此采用线上监测系统是对光缆通道进行状态监测最为合适的方法。

第四，强大的线上监测系统还可以针对继电保护系统的单元展开监测，例如，可以运用线上监测系统对继电保护单元报文故障进行检测，发现其故障的来源，使得维修人员能够有针对性解决故障。

第五，继电保护单元与互感设备合并故障，会影响AD 系统的正常运行，进而造成系统不能正常进行扫描工作。如果检测到是SV 通信系统出现问题，维修人员则需要先对变电站其他的系统进行维稳处理，以保障其他系统的正常运行。继电保护单元检修工作一般要对维修记录和使用时间等数据进行合理地分析，进而获得继电保护系统整体的运行状态[3]。

4.2 增强智能变电站检修的安全措施

智能变电站与传统变电站主要的区别在于智能变电站增加了电子保护屏幕，传统的硬压板回路被新的合并继电保护单元所替代，因此电力企业在进行维修工作时，要尽可能地保护合并单元，如果合并单元超负荷电压电流，则会造成系统出现故障。为了防止事故的发生，电力单位需要制订相应的防护措施，强化对继电保护设备的管理。因此，电力单位可以从以下两个方面开展防护工作。

第一，加大对检修压板的保护力度，可以使得智能变电站的检修工作变得更加稳定和安全。检修压板的保护工作主要包括线路检测和网络信号分析等。对于信号较差的线路进行投检修压板保护还可以起到支撑的作用，因此电力单位需要重视对于投检压板的线路保护。

第二，在开展合并单元以及终端设备检修之前，要仔细检查维修设备是否能够正常运转。紧接着再确定检修压板的二次设备是否完整，这两项工作都达到指标要求之后，方可进行最终的检修。同时，工作人员还需要严谨查验中控装置是否能够正常运作，如果可以正常运作，则可以取消检修的工作，避免造成人力资源的浪费。

4.3 依据故障的概率估测的继电保护系统检修方法

近年来，IED 元件被广泛用于智能变电站保护系统中，这些元件的故障模式与传统元件的故障原因相似。如果维护得当，没有发生过重大故障，周期可长达5年。有效利用5年后的故障累积概率可以更准确地确定维护周期。此外，继电保护设备的维护间隔不仅包括单个部件的维护间隔，还包括整个继电保护系统的维护间隔。对继电保护设备进行维护工作是非常困难的，所以提前了解各个部件的维护间隔非常重要。只有在详细研究了基本故障、状况和维修条件后，才能对故障模式进行分析。

5 结语

智能变电站与传统的变电站相比，在继电保护系统的性能、维修技术、运行的状态方面都具有较强的优势，因此电力单位要不断推动智能变电站的发展，提升设备的使用效率，为电力企业节省维修支出，延长设备使用寿命及安全性。