摘要：作为电力系统的“哨兵”，继电保护系统的可靠性及其运行状况直接影响整个电力系统的安全和稳定，也决定着供电质量及供电可靠性。电网的快速发展、设备规模快速增长使得设备运维成本不断增加，加强电气二次设备检修管理的重要性日益突出。因此，选择合适的优化方法制定继电保护检修策略，对继电保护实行更先进、更科学的检修管理方法势在必行。继电保护状态检修的开展能够减少设备不必要的检修停电，让设备充分发挥供电作用，提高供电可靠性和设备运行的经济性。
关键词：状态监测；继电保护系统；检修策略
想要使电网运行平稳，使设备运行安全，最关键的一个内容就是继电保护，而使继电保护系统的可靠性进行提升，这是长期以来，人们十分关注的话题。同时，智能变电站技术的不断入，使得继电保护系统的构建模式也有了很大的改变。本文从智能变电站二次系统的结构和特点入手，分析各组件故障的异常情况，并从光纤通信通道检修、合并单元检修、继电保护单元检修等方面，提出智能变电站继电保护系统检修策略，期望能为推进智能变电继电保护系统状态检修提供一定的参考与借鉴。
1智能变电站继电保护系统故障异常分析
1.1光纤通信通道
对于光纤通信通道结构来说，其故障受两部分影响：①光纤；②光收/发模块。
1.1.1光纤
光纤衰耗是有一定的时变性的，也就是运行时间越多，其老化越严重，光纤衰耗就会不断增加，会影响到数据的正确传送。如果衰耗过大，会使信号接收的光功率变小，使得数据通信不能实现，使得误码率不断上升，对继电保护设备的正常工作有着极大的影响。
1.1.2光收/发模块
光模块受到ESD操作是光收/发模块最突出的故障。所谓ESD操作就是静电放电，由于其地出现瞬间电流，使热量放出，会使设备受到损伤。使这一故障出现的因素有三个方面：①环境干燥；②违规操作，例如带电操作等；③有源光纤设备未接地。
1.2合并单元
合并单元的故障主要有四个方面：
（1）额定延时漂移。所谓额定延时，就是一个时间差，主要包括两个方面：①电子式互感器产生的延时；②合并单元自身产生的延时。
（2）采样值序号错误。在工作正常情况下，SV报文的序号是由零开始的，开始向50N-1进行增加，之后再向零进行恢复，所有相邻两帧的SV报文序号是不间断的。然而在工作中，由于其它因素的影响，使得前后采样值的序号发生错位、间断的现象。
（3）丢帧。合并单元在工作中，会出现丢帧的情况，使得数据报文不全面，使得二次智能设备性能受到影响，例如保护动作延时等，如果没有得到有效处理，会出现保护拒动的情况。SV报文丢帧，通常可用单位时间内（一般是10min）的丢帧率进行考核。
（4）A/D采样值不统一。在智能变电站中，合并单元的采样单元对互感器进行采样时，利用两路双数字/模拟系统来完成。
1.3继电保护装置
继电保护装置由于其结构具有一定的复杂性，在工作过程中，其可能出现的故障有很多：
（1）保护装置和合并单元间、智能终端间的光纤通信中断。这是因为光纤通信通道故障造成的，比如光收/发模块出现不正常等，使得通信中断，使得采样值信息不能获取，使得信息交互无法实现。
（2）通信报文不正常。对于智能变电站来说，在保护装置前，采集环节有很多，例如合并器等，使连接的环节也不少。在对这些环节进行采集、连接时，所有的不正常都会使发送的数据出现丢帧、丢包等情况。SV数据丢帧、丢包使得采样值不连接，会对保护性能产生影响。
（3）零漂过大。在智能变电站中，模拟/数字采样向电子式互感器的采集器进行转移，因此，这一故障是因为电子式互感器发生的，零漂过大就是在直流偏移中将输入信号加入，从而影响保护性能。
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（4）两路模拟/数字采样值不统一。本文以电流通道为例，假定Ad1和AD2是两路采样值，两者出现不一致时，会将告警报文进行发送，使运行人员对其进行处理。本文提出三个不同的处理方式：
方式一：两路Ad进入到的CPU不一样，任一CPU在将一个单独的逻辑判别完成后，最后2个CPU在第3块CPU上进行串联，再于GOOSE跳闸出口。
方式二：两路AD进入到的CPU是相同的，同时两者在CPU内将两个保护逻辑处理模拟进行完成，将它们串联在一起，再于GOOSE跳闸出口。
方式三：在保护CPU前端，对AD进行一致性校验，倘若两者的差异不小，那么就可以看成是直接的SV数据不正常，可以和直采SV相关的保护进行闭锁。
1.4智能终端
其故障主要有五个方面：①GOOSE链路不正常；②GOSSE网络流量不正常，使得装置工作不正常；③报文错序；④丢帧；⑤同步时钟不正常等等。
2智能变电站继电保护系统的检修策略
2.1光纤通信通道检修策略
在检修策略方面，主要有三种模式：①定期检修，这是因为光纤通道数量不少，定检工作量很多，所以光纤通道进行定检是不适用的。②故障检修，是指故障出现后才实施检修。由于光纤通道倘若出现故障，就会对变电站IED设备的运行产生影响，尤其是SV和GOOSE信号通道，会对电网的安全可靠运行产生影响，这也是不适用。③状态检修。就是结合运行状态对结果进行在线监测，由于各光纤和IED设备之间是相互连接的，光纤通道的运行状态的获取是利用IED设备实现的。因此，状态检修应当和其它的IED设备有机联系起来，不必单独进行。
2.2合并单元检修策略
对于合并单元来说，因为其故障可以利用直接、间接的形式使在线监测得以实现，而且与其随时间变化的特点结合，其检修方式：①以状态检修为主；②以故障检修为辅。对于采样值报文丢帧、采样值不一致等问题，可以通过状态检修来实现，对于零漂移过大问题，尽管当前一些保护设备中未能将在线监测功能进行实现，然而可以利用将监测软件模块进行增加的方式来完成，这类异常也可以通过状态检修的方式来完成。对于合并单元硬件、通信系统等异常，是很难自愈修复的，而且后果严重，一般是通过故障检修方式来进行的。
2.3继电保护单元检修策略
对于智能变电站来说，因为其保护装置结构、故障以传统的继电保护有了很大的改变，所以，其检修策略也有很大的不同。一般来说，都对微机保护装置进行使用，同时模拟量数据采集等，全部在合并单元、智能终端进行。而且微机保护装置的自检测能力是很强的，所以对于定期检修是不适用，可以将状态检修以及故障检修联系在一起。对于保护装置的光收/发模块异常、采样额定延时偏差等异常，由于这些异常是随时间变化的，因此，可以将状态检修进行应用，也就是，把在线监测结果实时向站控层状态检修监控单元进行传送。对于零漂偏移大等异常，可以将监测软件模块进行增加，通过状态检修方式来完成。对于SV、GOOSE通信系统断链等异常，可以将告警、闭锁保护措施进行实施，可以通过故障检修方式来完成。
2.4智能终端检修策略
对于智能终端来说，其结构具有复杂性，不同部分的故障是不一样的，监测手段也是不同的，所以，其检修方式可以将三种方式结合在一起进行应用。对于光收/发模块、GOOSE报文丢帧等情况，可以通过状态检修方式，控制回路断线、开出回路等，可以进行故障检修，对于硬件异常等，也可以利用故障检修方式。
3结语
继电保护系统状态检修能够使可靠性得到改善，减少检修费用，提升设备使用率。在智能变电站中，由于继电保护系统的结构、特点和传统有了很大的改变，使得继电保护的检修技术也有了很大的变化。所以，分析智能变电站继电保护系统状态检修，可以使智能变电站二次系统的运行效率、管理水平得到提升。
参考文献：
[1]潘铮，王云茂.智能变电站二次系统在线监测系统的设计[J].中国农村水利水电，2017（9）.
[2]李高旺.电气设备计划检修与状态检修特点探讨[J].机电信息，2017（15）.
[3]袁浩，屈刚.电网二次设备状态监测内容探讨[J].电力系统自动化，2017（12）.
论文作者:刘阳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/28
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