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摘要:随着众多智能变电站工程的投产运行,智能变电站的软肋也逐渐显露,主要体现在继电保护二次部分,集中表现为电子式互感器设备异常、GOOSE回路异常、智能终端设备异常、控制回路异常和继电保护设备异常。对近年来智能变电站发生的事故进行分类剖析并给出解决措施,针对智能变电站事故特性提出智能站运行维护发展构想,并提出未来不再采用电子式互感器,及对智能终端和合并单元、虚端子回路、 二次安措设置等改进措施。
关键词:智能;变电站;处理措施
引言
随着智能电网建设推进,投运的智能变电站数量暴增,智能变电站自身的缺陷问题也逐渐暴露。光纤替代传统电缆回路、虚端子技术的应用、合并单元和智能终端整合组件模式的使用及电子式互感器的推广应用。
1智能变电站故障点分析
智能变电站通过采用先进、稳定可靠的智能设备,如电子式互感器,合并单元,智能终端等,达到信息传输网络化、传输介质光纤化、通信标准统一化,信息应用一体化,并实时支持电网在线自动控制、决策、智能调节、协同互动等功能的变电站。鉴于智能变电站的传输光纤化、通信一体化、设备智能化和信息传输网络化的特点,在运行过程中可能导致继电保护出现以下几个方面问题。
1.1电子式互感器设备异常
主要包括合并单元异常、采集单元异常、采集器与合并单元数据光纤断线或虚断、互感器本体异常以及光纤回路或电源回路异常等。
1.2GOOSE回路异常
主要包括光纤回路异常、过程层交换机电源消失、智能终端与交换机光纤断、交换机设备异常以及相关设备GOOSE端口异常。
1.3控制回路异常
主要包括控制回路异常和控制电源异常。
1.4继电保护设备异常
主要包括采集异常、GOOSE异常、保护装置外接同步信号异常、电源异常以及主CPU设备异常。
1.5智能终端设备异常
主要包括装置异常、开出自检异常、开入异常和GOOSE收发异常。
1.6二次安措设置异常
主要体现在布置安全措施时的二次设备虚端子软压板的投退与否,以及投退顺序的操作会引起设备的异常或事故的发生,其原因是常规回路与虚端子回路差异化带来的问题。
2智能变电站事故分析应对措施或建议
上述对智能变电站内发生的事故进行分类剖析,并提出相应的解决措施和方案。针对智能变电站事故经常发生的继电保护故障处,现提出相应的改进方案和合理性建议,希望能减少智能变电站事故,提高运维人员的技术水平和处理分析事故的能力。
2.1电子式互感器合理性建议
电子式互感器通常由传感模块和合并单元两部分构成,传感模块又称远端模块,安装在高压一次侧,负责采集、调理一次侧电压电流并转换成数字信号。合并单元安装在二次侧,负责对各相远端模块传来的信号做同步合并处理。由于电子式互感器的高集成度和技术攻坚难,导致电子式互感器缺陷率居高不下,给电网稳定带来严重威胁。当该类设备发生异常和事故时,解决措施基本上都是厂家人员换插件或主板,没有从根本上解决问题。2015年7月国网智能变电站有关技术问题研讨会纪要指出未来110kV及以上新建智能变电站应采用“常规互感器+合并单元”模式,接入保护装置。其实已经明确说明,未来不再采用电子式互感器。因此,是否可以考虑对某些智能变电站内高故障率的电子式互感器进行改造,采用传统互感器和合并单元模式代替,这样至少可以保证智能站的稳定运行,减少运行风险。
2.2智能终端和合并单元改进措施
通过上述智能站事故分析,其实智能终端和合并单元故障缺陷主要集中在硬件缺陷,光口损坏和装置电源损坏等。对硬件缺陷主要体现在CPU面板问题,所以各个运维班组应该准备足够备件和组件,以便不时之需。对于光口损坏现象造成装置告警,保护误动或拒动的事故也是智能终端和合并单元的反措重点,对运维人员而言应该加强对智能终端和合并单元光纤端口光纤进行排查,发现破皮、损耗增大等情况,及时更换相应光纤。
2.3虚端子回路操作改进措施
从操作顺序错误导致母差保护动作的墨竹变电站事故。可看出,二次回路软压板投退顺序是非常重要的,二次系统构成复杂,成为“黑匣子”,虚端子描述IED之间关联性较强,技术复杂,对于人员要求较高,切不可随意操作。鉴于此,完善智能站调度规程和现场运行规程及典型操作票,细化智能设备报文、信号、压板等运维检修和异常处置说明;加强智能站专业技术培训,开展智能站设备运行操作及异常处置等专题培训,进一步提升运行人员、检修人员、专业管理人员对智能站设备和技术的掌握程度与运行水平。此外,针对虚端子二次回路信息不透明问题,能否改造为一种可视化的而且可监控的虚拟二次回路。通过快速解析SCD文件,并结合站内网络实时数据,在线图形化展示虚拟回路连接关系、通信状态、软压板参数设置情况。
2.4二次安措设置改进措施
智能变电站二次安措设置问题给运行人员带来很大的挑战,从永登变二次安措设置的错误,导致保护闭锁扩大事故范围的问题,带来深刻的教训。智能变电站设备消缺工作频繁,检修安全隐患大,二次系统隐性故障风险增加。故障隔离复杂,安措票编制困难等问题,迫切需要一种全新的检修策略机制来避免事故的发生。智能站在虚回路可视化的基础上,如能自动生成安全检修策略,实现定值压板自动巡检校核功能和配置文件管控功能,这样可以极大降低运维人员工作量,减少定值误整定、压板误操作现象,提高定值压板校核的及时性和加强检修和故障处理的安全措施。自动生成各种检修和故障处理时的安全策略,供检修人员编制二次安全措施,供运维人员监督安全措施的执行。实施自动巡检后,实现远方切换定值区,提升电网运行方式的倒换速度,保护定值能够及时随电网运行方式的变化发生相应改变,避免人工复核可能出现的错误,提高设备全生命周期管理质量、确保系统稳定安全运行。
结语
智能变电站是电力技术发展的新产物,其智能设备间光纤互联、虚端子和软压板等技术应用,使得二次系统构成复杂,成为“黑匣子”,虚端子间关联性较强,技术复杂,对人员要求较高。导致了近年来智能变电站发生事故层出不穷,有必要改进工作方法,提高人员水平,明确安全策略在智能变电站设备维护、虚端子回路可视化方面和定值压板自动巡检校核方面形成统一的、标准的运检机制,减少智能站的事故,保障智能变电站稳定运行
参考文献:
[1]李美.如何加强电力物资管理提高企业经济效益[J].2016.