智能变电站继电保护设备的运行和维护研究

智能变电站继电保护设备的运行和维护研究

徐晓云

国网冀北电力有限公司唐山供电公司 , 河北省 唐山市 063000

摘要：智能变电站设备的稳定运行，直接关系到整个变电站能不能可靠有效的运行。继电保护设备可以实时监控电气设备运行情况，快速切除故障一次设备，以来保证其他设备不受干扰继续正常运行。做好智能站继电保护运行维护工作，使其最大限度的发挥保护设备的作用是运维工作的重点。继电保护设备运维技术的研究趋向更深和更广，在改进和完善现有技术的基础之上，更新维护管理理念和方式，采用新材料、新设备、新技术，为智能站继电保护设备更稳定的运行提供有力的保障。

关键词：智能变电站；继电保护设备；智能终端；网络设备障碍

引言

信息化技术影响范围的拓展，使得智能变电站技术逐渐产生。与传统技术相比，智能变电站有效提高了电力系统的管理效率、提高了系统的安全性。继电保护系统，为变电站的重要组成部分。随变电站智能性的提升，继电保护的主变及线路保护配置方式，以及继电保护的数据传输等过程，均发生了变革，一定程度上提高了继电保护的可靠性。

1智能变电站组网技术

智能变电站结构，以“三层两网”结构为主。“三层”主要为站控层、间隔层、过程层。“两网”分别为站控层网络及过程层网络。与传统变电站相比，智能变电站继电保护系统的硬件，发生了极大的变化。具体体现在以下方面：（1）智能元件的应用：智能变电站技术改变了继电保护的元件类型，增加了智能元件在系统中所占的比例。以电子式互感器为例，与传统互感器相比，该类型仪器，抗干扰能力更强、动态范围更大，且支持网络传输，数据处理水平更高，优势显著。（2）网络的应用：智能变电站继电保护系统，要求采用以太网传输数据。与传统变电站相比，有效拓展了交换机的性能，提高了数据信息的传输效率。在上述继电保护方式的作用下，变电站各构件运行安全性的提升将成为可能。（3）光缆的应用：智能变电站继电保护系统的光缆数量更大，数字化输出效率更高。与传统的二次光缆相比，系统性能更强。

2智能变电站继电保护运行保护技术

2.1线路系统的运行维护

线路系统是智能变电站的重要组成部分，在当前的智能变电站线路系统中，必须严格按照电网运行情况、变电站需求安装相应的线路测控装置，同时确保不同的测控装置之间能够有足够的空间距离，避免相互之间造成影响。在线路系统的继电保护装置运行时，能够对线路运行状态进行实时监控，收集数据并传输至goose网，运用网络对数据进行分析整理，以此判断智能变电站线路系统的运行状态是否处于正常，如果在分析过程中发现线路系统出现故障或者存在安全隐患，继电保护装置会直接发出跳闸指令，从而传输至智能终端，实现智能变电站的保护目的，确保线路系统的安全运行降低故障带来的不利影响。

2.2对公用信号转发的网络设备障碍的维护

在智能变电站当中，公用信号转发的网络设备障碍，会对变压器保护、母线保护、过负荷联切等相关设备的正常运行产生一定影响。对此，首先要明确故障的实际影响范围，主要内容包括网络公用信号转发网络设备周围的设备与连接状态；其次分析其网络结构，并利用专业的维护技术，实现对故障的有效处理，促使继电保护设备恢复正常运行。

2.3对继电保护设备智能终端故障的维护

在智能变电站建设过程中，采用的智能终端为一种嵌入式计算机设备，该设备本身具有良好的性能与集成度，在使用过程中能够在最大程度上降低能耗。智能终端的主要作用就是对设备跳合闸的状态进行有效控制，当智能终端发生故障时，变电站当中所有设备的跳合闸都将失去控制，对变电站运行十分不利。对此，及时退出终端的出口板，是保障故障发生时跳合闸正常工作的主要手段；在此基础上，能够有效分析智能终端故障的形成原因，便于运维人员及时找到故障位置，消除故障，让智能终端及整个变电站的继电保护设备恢复正常运行。对继电保护设备的智能终端进行维护，是继电保护设备维护当中的重要环节。一旦智能终端发生意外或故障，就会直接导致跳合闸控制发生状况，引起出口板退出，达到继电保护效果。

2.4对间隔合并单元故障的维护

就当前的智能变电站建设水平与运行状况来看，间隔合并单元故障是一种最为常见的故障类型，也就是说，合并单元是智能变电站继电保护设备当中的薄弱环节。对此，需要运维人员加以重视，总结丰富的运维经验，保证故障发生时能够快速、准确地判断故障原因，并通过先进的技术手段降低相关故障的发生率。例如，在单套配置的间隔当中，有可能发生合并单元故障，故障发生后，运维人员需要在第一时间发出“断开”申请，即让发生故障的间隔单元的开关及时断开，并退出运行。当合并单元故障发生在双套配置的间隔当中时，运维人员需要作出如下反应：将单线间隔与故障位置对应的保护出口压板退出运行，同时将故障位位置对应的保护母线装置退出运行。当发生合并单元故障问题时，退出处理能够避免故障影响的进一步扩散，并为运维人员获取到充足的维护时间。

3智能变电站技术对继电保护效果的影响

3.1调试维护影响

智能变电站技术的应用，对继电保护的影响，同样体现在调试及维护方面。智能变电站，打破了传统变电站保护装置在采样、计算等方面存在的桎梏。当变电站某设备及元件故障发生后，故障信号可被立即采集并经GOOSE网络传输至系统数据库当中，而系统同样会立即利用相关算法，实现对故障的分析及预警。交互技术，为智能变电站相关技术的一种。

3.2数据信息影响

智能变电站技术的应用，对继电保护效果的影响，首先体现在数据信息方面。变电站智能化水平提升后，电子互感器代替了电磁互感器，成为了继电保护系统的重要元件。与电磁互感器相比，电子互感器在解决时延问题方面，效果更加显著。除此之外，该类型互感器，同样具有响应速度快、频带宽度大的优势。应用该元件后，继电保护系统的数据传输效率，将明显提升。以智能变电站技术为基础的继电保护系统，信息化标准ICT61850为主。ICT61850标准下，IED设备的二次信息分离，将能够有效实现，继电保护数据信息传输的可靠性将明显提升。

3.3仿真分析

为评估智能变电站技术下继电保护系统的性能，判断该技术的应用，是否能够真正达到提高继电保护系统稳定性及可靠性的目的。以220kV变电站为例，将IEC51850中的逻辑节点，应用到了仿真过程中。在建立仿真模型后，通过对仿真结果的观察发现，在智能变电站技术的支持下，继电保护效率明显提升、系统故障预警的及时性明显改善。表明，智能变电站技术的应用，对继电保护系统性能的改善，具有确切的积极意义。

结语

智能变电站技术的应用及普及，使得继电保护的信息传输效率显著提升，且降低了调试及维护的难度。为进一步提高变电站运行的可靠性及稳定性，电力领域可考虑采用智能变电站，全面替代传统变电站。将以太网、智能化元件，应用到变电站之中。在此基础上，根据自身需求，对继电保护装置进行优化设计。以增强系统性能、延长变电站各设备的使用寿命。

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