智能变电站运维及设备异常处置方法研究

智能变电站运维及设备异常处置方法研究

余剑峰1,邓梅1

关键词：智能变电站；倒闸操作；异常诊断；处置方法；

1引言

在如今智能数字化技术不断发展完善的背景下，传统变电站也面临着升级智能化的现实。要完成这一过程首先就要对组成变电站的相关设备设定一系列的规则，对信息描述与通信网络等行为制定标准。IEC61850的本质就是各种标准，其学名叫做“变电站通信网络与系统”。制定IEC61850系列标准的目的就是要实现不同厂商生产的设备之间具有互操作性。使不同厂家的设备能够交换信息，并利用交换的信息正确执行特定的功能。在中国，IEC61850标准对数字化智能变电站的建设起到了很大的帮助作用，不同厂家的智能电子设备在这一标准下也具有互操作性。

IEC61850标准为变电站划分了层级，分别是站控层、间隔层、过程层。下图1描述的是典型智能变电站的示意图。在监控层里设置了多个保护装置、监控装置。

目前为止，智能变电站关于保护的配置方案与传统时的一样，是通过不同的对象来分别设置的，唯一不同的地方在于对原来的保护装置插件进行了更换，由之前的交流量出入变为数据采集光纤接口，还把I/O接口插件与CPU插件的模拟量处理也更换了新的方式。也有一部分之前的操作插件，通过转移安置到智能操作箱上。

以此同时，也有学者提出其他的配置想法，这个想法是全面配置保护思想，其本质是创造一整套继电保护功能专门用于保护整个变电站，其缺憾在于速度跟不上继电保护的节奏，当下只能在电压较低的变电站试验，电压一般规模不超过66kV。

2智能终端设备异常处置方法

以智能终端通信设备出现异常或连接光纤出现故障为例进行实际分析。

（1）异常现象

监控设备面板上的显示为其智能终端设备的间隔开关位置状态图标颜色呈现为灰色，即是该设备正处于异常状态。同时监测智能终端设备的监控系统进行告警，包括线路测控、母线保护等智能保护装置出现告警现象。在装置上显示为线路保护与母线保护的“告警”与“装置异常”指示灯变亮，合并单元的“刀开关位置”指示灯熄灭。

（2）影响范围

该线路间隔部分的开关位置信息与间隔机构信息均不能与监控系统建立传输联结，该间隔设备的远程开关控制失灵，线路失去原有功能会导致越级跳闸的现象发生，母差保护不能收到关于主变压器位置的信息内容，从而无法对其位置进行判别，从而导致母差保护丧失原有功能。

（3）处置方法

由于智能变电站的设计，其主变压器运用双重保护配置来对变压器电量进行实际保护，在进行设备实际故障的排除过程中可以采用不断电的方式来进行，以减少对电网系统的影响。先逐步退出该智能终端设备所有出口硬压板与线路保护软压板，母差保护跳该支路GOOSE跳闸出口软压板，再开展对智能设备的具体检修。根据检测结果对故障智能终端通信设备进行维修，或将连接出现故障的光纤进行更换。

3合并单元设备装置异常

以合并单元设备装置SV通信板出现异常或连接光纤出现故障为例进行实际分析。

（1）异常现象

监控设备面板上的显示为其智能终端设备的间隔遥测量显示为0；同时保护SV与保护装置进行告警，包括线路测控、母线保护等智能保护装置出现位置告警与装置异常告警现象；在装置上显示为线路保护与母差保护的“告警”与“TA断线”指示灯变亮。

（2）影响范围

该间隔设备的遥测数据都无法与监控总台建立传输联结，线路保护无法进行正常工作，从而对其进行闭锁，该间隔母差保护丧失原有功能。

（3）处置方法

由于智能变电站的设计，其主变压器运用双重保护配置来对变压器电量进行实际保护，在进行设备实际故障的排除过程中可以采用不断电的方式来对该间隔的合并单元进行检修，以减少对电网系统的影响。先退出第一套母线保护所涉及的出口软压板以及第一套线路保护的出口软压板，在退出第一套的母线保护的接受软压板，该软压板的功能在于接收支路SV通信；最后根据检测结果对该间隔区域内出现故障的合并单元进行检测维修，或者更换该合并单元的SV通信板以及将连接出现故障的光纤进行更换。

4过程层网络交换机设备异常

以智能变电站过程层网络交换机出现异常故障为例进行实际分析。

（1）异常现象

该设备进行故障报警、与其相关的母线智能终端与母线测控装置进行总告警、与该设备相关的普通线路保护与母线保护进行总告警，母线保护刀开关与母线保护装饰均出现位置异常报警。在装置上显示为母差保护的“告警”与“位置异常”指示灯变亮，智能变电站过程层网络交换机的“数据通信”指示灯熄灭。

（2）影响范围

该设备区间母线TA开关位置信息与间隔机构信息均不能与监控系统建立传输联结，因此导致该设备刀开关不受远程控制，母差保护与主变压器以及线路的刀开关信息无法连接，导致其母差保护失去作用，继而导致母差失灵保护也无法与设备进行信息连接传输，从而使其保护功能闭锁并且无法接收恢复正常工作的指令。

（3）处置方法

先退出主变压器保护设备的相关软压板，再退出母茶保护关于所有出口的软压板，退出线路以及分段母联保护的软压板，最后对过程层网络交换机设备进行重新启动，如果重新启动后故障依然存在则需要考虑更进一步的检测维修，或者对该设备进行更换。

5结语

智能变电站是时代发展与科技进步的成果，根据智能变电站的设计标准对智能变电站倒闸操作与异常诊断进行分析，并提出有效合理的故障处置方法，提升了变电站的运行效率，为社会发展稳定提供了保障。随着智能电网技术的发展，智能化电站的建设也越来越多。在这样的环境下，智能二次设备在其发展上也碰到了机遇与挑战。在保持继电保护传统优势的前提下，持续改进保护的功能、提高工作性能、突破传统的局限是今后需要重点关注与投入的。伴随着智能电网不断发展，智能化电网会越来越多的得到公众的关注与研究，继电保护分层式设计将会得到更好的发展空间，为智能电站的建设提供重要的基础。

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