500kV智能变电站继电保护装置安全运行问题研究

余少专

摘要：智能电网作为电网未来的发展方向，已经逐步渗透到电力生产的各个环节，智能变电站是智能电网的关键环节，经过多年的发展和迭代，已经趋向成熟。智能变电站的智能主要体现在二次设备上，基于光纤的通信取代了传统的电缆通信，大大减少了电缆的使用，减少了材料的消耗，而在现场实际运行中，通信机制的加入也诞生了一些新的问题。本文先阐述了继电保护定义及其原理，又分析了500kV智能变电站继电保护工作运行要点，最终提出了500kV智能变电站继电保护装置安全运行存在的问题及解决方式，希望能够为智能变电站继电保护装置的运行优化提供合理参考。

关键词：500kV;智能变电站;继电保护装置

电力供应是我国经济建设和社会发展的关键保障，电力行业同样需要与时俱进和不断创新，顺应时代发展的步伐，将新理念、新技术、新设备和新运维方式应用到电力工作当中，使电网设备始终具有活力。常规变电站中使用的设备逐步不能满足当前社会发展的需要和绿色低碳环保的理念，需要在发展过程中不断引进新的设备、新的工艺和新的运维模式。在新技术的支持下，我国智能电网已经基本建成，但同时智能变电站在运行过程中也产生了新的问题。

一、继电保护定义与原理

继电保护是电力系统中的关键设备，能够对电力系统中的不同位置设备进行实时监测，发生故障或异常情况时，通过预警的方式向技术人员发出警示，或直接将故障部分隔离、切除。整个过程中，电力系統中自动化装置自动会甄别故障类型，做出相应的出口信号，并跳闸等待维修，同时形成录波跳闸信息文件。显然，继电保护能够在短时间内发现故障，切断

或隔离故障，有效防止故障扩大。

继电保护装置的运行原理，是在电力系统运行的过程中[1]，持续监测相关设备的电流、电压、频率等基本信息，一旦发现被检测设备存在异常，立即启动，判断故障发生的位置，如故障发生在区内，且达到了整定定值，则立即动作。此外，加入判据和闭锁的继电保护装置，可以更可靠地动作，防止系统发生振荡导致的电流电压突变致使保护装置误动作。具体的继电

保护系统工作原理如图1所示。

图1继电保护系统工作原理

二、500kV智能变电站继电保护工作运行要点

（一）检修压板

智能变电站的检修压板与常规站的检修压板不同，智能变电站的检修压板投入时，保护功能会发生变化，而常规站的检修压板投入时，只是屏蔽信号的上传。检修机制是智能变电站中一项非常重要的知识点，所谓的检修机制是指，当智能装置投入检修压板后，动作报文中的检修标志位由0变成1，当另一个保护装置接收到该报文后，首先与自己的检修位进行对比，检修位一致时，判断为有效帧，做出相应动作。若不一致，则判以无效帧，直接丢弃处理。在智能变电站中检修机制一般考虑保护保护装置、智能终端之间的配合关系，南方电网所辖新建智能变电站，采用模采，没有合并单元，故不讨论，如果保护装置和智能终端的检修不一致，断路器无法跳闸。

（二）智能终端

在一次设备不停电的情况下，投入智能终端的检修压板可能导致断路器无法跳闸，因此在投入智能终端的检修压板之前应该确认智能终端的分合闸硬压板已经退出。

在投入智能终端的检修压板时，首先确认该智能终端对应的一次设备处于冷备用状态，并且确认与该智能终端有关的所有保护装置的GOOSE接收软压板已经退出。

三、500kV智能变电站继电保护装置安全运行问题及解决方式

（一）绝缘与接地

继电保护装置和交换机在变电站中是重要又精密的设备，变电站内带电设备布局紧密，特别是500kV变电站电压等级高，若装置接地不良或变电站地网施工时存在缺陷，长时间运行必然累积大量静电，影响设备可靠性，导致保护装置内的测量模块采集错误、逻辑模块计算错误、执行模块无逻辑执行，交换机通信失败、转发错误。严重时静电击穿继电保护装置引起保护错误动作或保护、交换装置损坏。此时继电保护装置难以对电网系统中的故障做出正确快速的反应，交换机不能正常通信，反而影响电网安全稳定运行。

这种情况下需要对装置进行定检，将接地性能加入到定检的内容，确

保继电保护装置及交换机接地长期良好。同时，在装置的电源侧增加防雷

击装置，防止雷电涌流进入继电保护装置，导致装置损坏。

（二）GOOSE网通信故障

正常运行中，交换机大面积故障的可能性不大，但交换机单个端口或者光模块的故障便很常见。判断故障最简便的方法是查看交换机端口的通信指示灯闪烁是否正常、指示颜色是否正确，或通过后台机、智能录波屏查看GOOSE相关告警来判断。

若端口发生故障，当故障点发生在过程层交换机时，仅影响相关间隔的GOOSE通信;当故障点发生在中央交换机时，可能影响相同电压等级下的设备。通常交换机都会预留备用端口，但检查到有端口损坏，可以更换相关端口并重新配置交换机转发规则即可。

（三）软压板漏投或漏退

智能变电站中除了“置检修状态”功能仍旧采用硬压板形式，其他原有的保护功能、分合闸出口硬压板则改为了软压板形式，相比常规设置的压板直观性大大降低，这种情况下对运维人员核对压板工作的专业性和细心程度要求大大增加，这就要求运维人员在核对压板时一定要认真负责，特别是在压板操作后，要在后台及装置双核查，以保证软压板没有被漏退或者误退。

（四）光纤的防护

智能变电站装置间的通讯采用大量的光纤取代了常规变电站的电缆，利用网络交换机，大大简化了电缆的布线，但同时对光纤的维护也成为一个新的要点。在变电站投产前，应充分完善光纤的通道测试、通道标识，并在屏内保留足够的备用尾纤，方便后期缺陷处理。在日常维护中，将备用光纤放置于平面，避免悬吊，避免因误碰导致的光纤折断。因检修需要拔插光纤时，应手握光纤头，严禁拉扯光纤，拔出后光纤与光口均戴好放尘冒，防止光纤受污。

（五）智能终端老化损坏

智能变电站是新兴产物，将智能终端布置在现场极大减少了二次电缆的使用，但是智能终端在高压场地能否长期稳定运行成为一个新的问题。在高压场地日晒雨淋成为智能控制柜的一个挑战，运维人员应加强智能控制柜的巡视和维护，定期检查智能控制柜内空调的运行情况，及时清理智能控制柜内的灰尘、进入的小动物，确保智能控制柜内设备运行在一个稳定安全的环境下，避免智能控制柜因受潮、高温、小动物进入而导致的柜内设备老化损坏。同时，检修班组应做好备件管理，为智能控制柜提供足够的备件，在发生缺陷时及时更换，保证智能控制柜内设备长期稳定运行。

（六）配置文件管理

SCD、ICD、CID、VLAN等配置文件相当于原来的厂家图纸和二次图纸，描述了设备间的虚拟配置关系，是保证智能变电站运作的基础。各配置文件及不同的版本均需严格保存、严格备份。配置文件更改和下装，应先得到专业班组和相关技术管理人员的许可，在验证文件的正确性后方可下装。

结束语：

综上所述，500kV智能变电站继电保护装置的可靠性是电力系统稳定运行的根本保障。电力系统设备的稳定和安全性，需要使用新技术和工艺管控下防止问题产生，也需要在运行中有效识别风险点，加入在线监测和计算机通信技术，帮助继电保护实现进一步的自动化、网络化和一体化。

参考文献：

[1]刘之亮.500kV智能变电站继电保护装置的安全运行问题分析与对策[J].机电信息，2019（35）：77-78.

[2]王一博.500kV智能变电站继电保护装置安全运行问题分析[J].电工技术，2019（10）：30-32.

[3]汤国文，游松涛，黄景婧.500kV智能变电站继电保护装置安全运行问题分析[J].科技创新与应用，2018（36）：106-107.