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摘要：通过对智能变电站与常规变电站的继电保护系统进行差异化对比分析，结合智能变电站建设和运维的实际，分析了智能变电站继电保护系统全过程管理中的关键点，并探讨了未来继电保护技术的发展方向。
关键词：智能变电站、继电保护、管理
一、前言
智能变电站作为智能电网建设重要一环，其建设速度和建设规模不断扩大，其安全稳定运行对整个电网的重要性不言而喻。继电保护系统作为保障电力设备安全和防止电网大面积停电的最基本、最有效的技术手段，为电力系统稳定运行发挥着巨大的作用。
二、智能变电站概述
智能变电站运用先进的计算机技术、通信技术、控制技术，采用低碳、环保的智能设备及材料，融入绿色环保的理念，以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享标准化为基本要求，自动完成信息采集、测量、控制、保护、计量和监测等基本功能，并可根据需要支持电网实时自动控制、智能调节、在线分析决策、协同互动等高级功能的变电站。
智能站一次设备智能化目前采用互感器+合并单元、断路器+智能终端的过渡方式，合并单元、智能终端就地化布置，实现数据采集、数据同步和数字化信息传输。智能站网络结构采用三层两网模式，三层包括过程层、间隔层、站控层，两网是过程层网络和站控层网络。继电保护系统主要分布在过程层和间隔层，跨间隔信息交互通过过程层网络实现。
三、全过程管理分析
从差异分析着手，智能变电站继电保护的安全主要保证其运行安全和检修、改扩建的安全。运行安全包括装置硬件安全可靠、逻辑功能正确、二次回路信息正确、功能投退正确和定值正确。逻辑功能和定值管理与常规站一样，经过多年积累，其可靠性已较高。因此，智能站保证运行安全的特殊管理重点应包括装置硬件、全站二次配置信息和压板，该部分也正是智能站的主要变革部分。
检修、改扩建的安全则是如何正确将停电设备与运行设备物理隔离，而隔离的手段主要有断光纤、断电源、投退软/硬压板和检修硬压板。其中关键是压板的投退管理。
1、装置本体管理
继电保护系统的主要设备包括继电保护装置、合并单元、智能终端、交换机、光纤和电源系统。它们的质量直接关系着继电保护系统的可靠性。交换机和光纤在军工、工业等领域已应用广泛，其技术已较成熟。合并单元、智能终端是智能变电站的新运行设备，没有大量的运行经验积累。智能站继电保护装置变化较多，一是其数据采样和同步方法发生变化，要求SV数据传输延时固定，而交换机数据传输延时的不稳定性决定了保护装置必须采用直采，直跳是为了满足保护动作快速、可靠性的要求；二是装置插件变化，增加了很多通信类插件，且这类插件内部有处理器，在进行插件更换的同时还需要进行软件配置，从运行情况看，此类插件的故障几率远高于其他插件。因此，合并单元、智能终端、保护装置的质量合格性管理对智能站的全过程管理尤为重要。
2、配置文件
二次回路是继电保护功能实现的关键，其正确性和完整性直接关系着继电保护装置的可靠性和正动率。智能变电站以光纤代替电缆后，信息高度集成和共享，二次回路的信息流向、连接关系全部由SCD配置文件配置决定，因此对SCD文件完整性、正确性的全过程把控显得非常重要。SCD文件的把控分为两部分，一是文件本身正确性把控，二是文件执行结果正确性把控，即对装置实例化配置文件的正确性把控。目前的把控手段主要有试验验证和离线可视化审查。除了应用可视化工具对SCD文件进行离线审查外，虚端子表、MAC地址分配表、VLAN划分表作为SCD文件组态、配置完成的基础，它们的正确性审查也可间接作为SCD文件正确性把控的依据。SCD配置文件执行结果的正确性把控目前只能通过试验验证，没有有效的离线审查手段。
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3、软压板
保护装置的所有硬压板除检修压板外，其余全改为软压板，增加SV接收、GOOSE接收等软压板，且可实现远方投退。软压板的管理重点应包括压板配置正确性、保护装置与监控后台压板一致性、压板投退等管理。压板配置正确性为装置内部输入输出端子与软压板配置要对应正确、一致。否则可能导致某输入输出不受正确的软压板控制。保护装置与监控后台软压板一致性是指监控后台配置的软压板应与保护装置内部软压板对应一致，否则将导致远方投退错误。软压板投退管理主要是指对在运设备软压板的投退管理，包括设备本身功能投退软压板管理，以500kV某母线保护为例，由于没有电压闭锁，当某间隔停电检修需要退出母线保护该间隔SV接收软压板时，如果一旦错误退出在运间隔SV接收软压板，则保护装置可能因产生差流并达到定值而直接跳闸；在运设备与检修设备隔离软压板投退管理，如装置间的启失灵、联跳、远跳的软压板的管理。
4、检修机制
智能变电站检修压板因具有检修机制作用而显得尤为重要。继电保护装置、合并单元、智能终端设置有检修硬压板。检修机制的基本原则是当接收数据的检修标志位与设备本身的检修态一致时，接收并处理该数据；不一致时只接收该数据，但不做任何处理。在设备检修时应注意检修压板与相关装置SV/GOOSE开入软压板的配合，如投退不当，可能导致保护装置误动。
四、智能站继电保护技术发展研究
继电保护原理经过多年的发展已较成熟，继续深入研究的空间有限，而智能变电站的发展主要是给继电保护引入了更多的数字通信网络新技术，如何更好地利用该新技术以实现继电保护系统在线、离线自检和风险分析将是未来发展的方向。
目前智能变电站继电保护信息的集成和共享给继电保护调试、检修工作带来了诸多的困难和不确定性，其调试检修工作量也完全不亚于常规变电站。如智能站调试除了常规的保护功能测试外，增加诸多延时和同步性能的测试、软压板功能测试、检修机制测试、丢帧断链测试、光衰耗和光功率测试和网络测试等，且目前很多功能没有较好的测试手段或者无法测试，如网络风暴、交换机性能、涉多间隔保护装置数据同步测试。对全站系统配置的验证，需要SCD配置文件离线审查和现场调试相结合，很可能因某一参数设置没审查到或某一细微项目没调试到位而导致保护装置误动或拒动，另可能因人为原因导致最终保存的SCD配置文件与现场装置实际配置不一致，给后期检修、改扩建带来隐患。因此未来智能变电站继电保护技术应重点研究全站配置在线/离线反校验和更好的调试验证技术、方法。
全站配置在线反校验是利用镜像技术将继电保护系统设备及相关辅助设备实例配置信息镜像备份，经网络独立传输至集中分析系统，由集中分析系统进行反组态形成SCD配置文件，再与最终保存的SCD文件进行对比分析，检测实际运行的配置信息与最终确认的配置是否一致，一方面防止人为因素导致配置不一致发生，一方面可检测设备配置是否遭遇外界破坏或网络冲击而修改。离线反校验是通过工具将各设备配置镜像备份，离线进行反组态和比对分析，缺点是无法及时发现配置文件的任何变动。
五、结语
本文通过智能站继电保护与常规站的分析对比，指出了在全过程管理当中应重点把控的几个方面，如SCD配置、软压板投退管理、检修机制等，最后讨论了今后智能站继电保护技术的发展方向。近年来智能变电站继电保护新技术的大量应用，完全改变了常规变电站信息交互模式，以光纤代替二次电缆、以全站二次系统配置文件SCD描述二次信息连接关系，对继电保护全过程管理提出了新的要求，而正确地分析智能站继电保护技术的特点，准确把握其全过程管理的重点，对智能变电站的优质高效建设、运维具有重要的作用。
参考文献：
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[3]孟恒信 马振国.智能变电站信号同步技术与应用分析山西电力，2013(4)：13-16.
论文作者:景莉,李鲁燕,葛颂
论文发表刊物:《基层建设》2016年4期
论文发表时间:2016/6/14
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