国网江苏省电力有限公司涟水供电分公司 姚 锐
在我国经济建设的发展与推动下，国家电网系统的建设、完善以及发展速度也在不断地加快。同时，在智能技术的广泛应用的影响下，智能变电站也得到了高速的发展。由于，智能变电站具有低成本、安全性与智能性均较高的特点，其在我国电力领域中也得到广泛的应用，且出现了逐步替代传统变电站的趋势。与此同时，智能变电站继电保护设备的运维工作以及相关的研究也成了技术人员所关注的焦点问题之一。因此，技术人员必须全面加强智能变电站继电保护设备的运维研究，进而才能确保智能变电站的稳定、安全的运行，为保障国民生产生活需求提供保障。
目前，常见的智能变电站（以下简称“智变站”）一般设计结构多属三层双栅式结构，即站控层、过程层、间隔层（如图1所示）；
双栅，即过程层网络和站控层网络。其中，站控层是智变站的核心，也是智变站的控制中心，发挥着“管控”功能，且基于各类数据信息的收集与分析活动来完成电力通信功能等。过程层主要是通过合并单、开关设备、智能终端、电流互感器等构成，能够有效保护智变站的设备。间隔层主要是功能就是保护智能变电站稳定运行，主要涵盖了安全自装置、继电保护装备以及相关仪表与监控设备等。由此可见，智能变电站主要是基于电子互感器进行信息传导，并基于搭建的各类数据模块来实现互联网平台对智能变电站进行实时化、动态化的监控，以此来协调、保障继电保护设备的正常、稳定地运行与工作[1]。
从智能变电站继电保护设计机制方面来讲，就是基于智能变电站的运行需求的基础上为智能变电站提供更多的保护功能，以保障其安全、稳定运用。
图1 智能变电站结构示意图
2.1 继电保护设备概述
继电保护设备在智变站中的应用，一方面是对智能变电站中出现的故障或是异常进行检测；
另一方面，结合检测结果发出报警信号，或是对故障线路或是设备予以自动切断或是隔离，以保障其他设备或是线路的正常工作[2]。由此可见，继电保护设备具有重要的作用，其可以确保智能变电站能够更加安全、可靠、稳定地运行。因此，智能变电站在装配继电保护设备时必须进行科学的设计，进而才能充分发挥其保护的功能与价值。
通常而言，配置继电保护设备时，既要与智能变电站的实际情况相结合，也要依据简单化、高效化原则来进行科学设计。在具体的继电保护设备的设计时，可以一次设备作为继电保护设备应用设计的主要依据。若智能电力设备是被保护的一次设备，继电保护设备可设计在过程层；
若为常规设备时，则可以将其设计在与一次设备距离最近的控制柜中。此类设计，既可以提高智变站继电保护系统结构的科学性与简单性，还可以有效降低继电保护设备的相关成本以及将来的运维成本。
2.2 继电保护系统构成
2.2.1 合并单元
合并单元是智变站继电保护系统的重要组成；
合并单元多应用于间隔层和过程层之间，其目的就是科学优化继电保护系统中的互感器、保护装置的接线问题，且能够有效降低了继电保护实践应用技术的难度及相关成本，并能够有效提升继电保护的效能。
2.2.2 电流互感器
电流互感器的运行依据与基础是数字信号。电流互感器可高效率地、精准地完成各类任务指令，关键是其可以一次性完成相关指标，无需再次操作。因此，电流互感器也是继电保护系统构成的重要内容。
2.2.3 交换机
交换机也是继电保护系统构成的重要组成，其可以高效完成单元、设备间的数据交换工作。由于，智能变电站的正常运行，是由一系列的、大量的信息交换与传递，交换机可以有效保障各类数据传输的安全需求与稳定需求，为发挥继电保护设备的正确功能与作用提供保障[3]。
2.2.4 智能终端
智能终端是智变站的应用基础，其可以对断路器，甚至是整体智能变电站的运行予以实时监控，使技术人员能够结合智变站内部所提供的各种数据进行常规运维或是故障处理，还可以借助各类警报提醒将准确分析故障来源或是成因，并加以展示，这对改善传统操作控制失误情况、降低变电站意外情况的发生概率均具有重要的作用。
2.2.5 通信网络
通信网络是保障智变站运行的基础，其主要依托Goose网络来保障信息交互的及时性。
3.1 智能终端存在技术设计问题
虽然智变站存在诸多智能优势与功能优势，但在实际运行中，客观地存在一些技术性的设计问题，进而也会影响到技术人员对智变站的运维工作。如智能终端、合并单元等发生故障后，智变站中的多个继电保护装置均可能会遭受严重影响，甚至出现较严重的运行事故。究其原因：一是智能终端无法高效发挥其故障自动处理功能，引发合并单元故障，使继电保护装置从系统运行体系被迫退出，进而无法发挥出保障功能；
二是智能终端在最初设计时已经出现设计问题，进而影响到了智变站整体运行的安全性。
3.2 光纤信号不稳定
在智变站运维中，光纤信号不稳定问题较常见。一旦光纤信号出现中断事故后，直接会造成保障装置失去作用。光纤信号不稳定的原因：一是继电保护装置被其他硬物压住，造成其与智能终端间的信号沟通与联系；
二是一些插件出现故障，如SV插件、GOOSE插件等，当这些插件出现问题时，智变站的智能化、自动化的保护功能也会随之瘫痪。
3.3 继电保护装置更新复杂
智能变电站在长期的工作中，受空间、环境，甚至是人为因素的影响，继电保护装置老化、破损等问题必然会出现。如继电保护装置在长期运行中出现锈蚀、积尘等问题，这会加速设备老化，其功能发挥也会受到影响。但对这些老化设备或是故事设备进行更新时，具有较大的操作难度，且具有显著复杂性。如更换GOOSE插件、CPU设备和SV设备，既需要技术人员具备丰富的运维经验与技巧，某些时候还需要相关设备厂商的技术指导，也极大地增加了运维难度。
4.1 智能变电站继电保护设备的常规运维方法
4.1.1 拟定科学运维方案
欲保障智变站继电保护装置的稳定运行，运维技术人员要遵循基本的、既定的设备运维原则与制度，还要拟定出相应的运维方案或制度。在拟定继电保护运维方案、制度时，技术人员可按照实际情况，对运维内容与细节进行优化甚至是创新，从而提升运维方案的科学性、高效性。同时，技术人员可基于现场调查与分析等手段，大量收集相关运维信息，以提高运维方案的科学性与可靠性[4]。
4.1.2 重视线路保护
常规继电保护设备的运维工作对于提高智能变电站运行稳定性具有重要的现实意义。一方面技术人员必须重视线路保护工作；
另一方面，也要强化线路保护工作的具体内容。强化对各级电压的间隔单元的保护与控制，如运用纵联差动形式来强化线路保护效果。线路保护方式，既可以采用集中式线路保护，也可以采用后备式线路保护，具体操作可以按照实际情况进行选择。
4.1.3 做好风险评估
风险评估工作是继电保护运维工作的重要环节。技术人员在常规继电保护设备运维前，可以对其进行风险评估。具体操作时，技术人员既要按照检查和维修操作的风险识别来进行，还要明确相应的风险识别项目，进而才能提高风险评估工作的效能。同时，技术人员还要结合风险评估结果，开展相应的继电保护运维操作，在全面提高常规运维效能的同时，还可以提高智能变电站运行的稳定性。
4.2 智能变电站继电保护设备异常处理方法
4.2.1 异常分类
智变站继电保护设备异常情况及其程度见表1。
表1 智能变电站继电保护设备异常情况
4.2.2 异常处理方法
当智变站机电保护设备出现异常信号时，技术人员必须对收集到的相关信号进行精准的分析，以此来准确判定或是甄别异常信号出现的原因。若继电保护装置发出单个异常信号时，其故障点往往较为明晰，运维人员可以借助相关数据开展运维工作；
若存在多个异常信号时，运维人员需对采集到的异常信息予以客观的、准确地甄别、评估与分析，以缩小故障范围。若智变站继电保护设备为两套时，通常不会在同时出现异常。但是，一旦两套保护设备同时出现异常报警时，多为回路异常。若是其中某一套保护系统出现异常报警时，往往是保护装置自身存在问题。另外，技术人员还可基于分段隔离法、排除法等对相关故障点进行分析、检查，以提高运维效能[5]。技术人员在初步确定异常情况发生原因之后，为准确找出插件异常等故障，则可利用功能正常的插件予以逐一替换，通过该排除法可以提高运维效率。
4.2.3 运用智能运维系统
智能运维系统是有效改善、提升常规运维效率的重要工具。因此，运维人员要合理运用该运维系统开展相应的运维工作。一是智能运维系统的设计均采用了标准化、程序化的工作流程，一方面可以提升运维工作效能，另一方面还可以降低人为误操作现象的发生，进而提升运维工作效能。二是运维人员利用智能运维系统进行运维时，还可以大幅降低驻站监测工作量，技术人员可以充分利用智能运维系统中的云计算、大数据等技术作为运维工作的重要数据支撑，对相关的数据信息进行系统分析，从中筛选、甄别出对运维工作有价值的信息，如运维人员可基于各类报警提示来进行针对性的运维工作，以提高运维工作的效能。三是移动终端可将实时接收运维系统所监测到的各类信息、异常报警信号等，还可以实时执行运维人员所下达各种运维指令，进而为提高运维工作效率提供了保障。
智变站继电保护设备的运维工作较为重要。因此，技术人员在运维工作中必须结合变电站的实际情况来进行，同时要科学配置、设计继电保护系统，使之能够充分发挥保护功。另外，相关人员在实际工作中，要不断优化继电保护装置和设备运维模式为智变站的安全、稳定运行提供保障。
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