淺談智能變電站設(shè)備運(yùn)行中的缺陷分析和處理
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葉建國
（上海電力高壓實(shí)業(yè)有限公司，上海200331）
摘要：介紹了智能變電站內(nèi)設(shè)備運(yùn)行中需要關(guān)注的問題和注意事項(xiàng)，并結(jié)合A變電站繼電保護(hù)設(shè)備運(yùn)行中遇到的缺陷和問
題，提出了分析和處理的方法。
關(guān)鍵詞：智能變電站；運(yùn)行模式；繼電保護(hù)：缺陷處理
中圖分類號(hào)：TM63 文章編號(hào)：1006 - 2394( 2016) 04 - 0022 - 02
0引言
A變電站作為上海第一座220 kV智能化變電站，同樣也是上海堅(jiān)強(qiáng)智能電網(wǎng)的重要組成部分之一，基于IEC61850標(biāo)準(zhǔn)的智能變電站將變革傳統(tǒng)的運(yùn)維模式。在智能化變電站內(nèi)，傳遞控制和狀態(tài)量的二次電纜被光纜取代，硬壓板被軟壓板取代，通過安裝在一次設(shè)備上的傳感器向監(jiān)控系統(tǒng)傳遞狀態(tài)信息，變電站設(shè)備的狀態(tài)監(jiān)測變得更加容易，控制更加高效，運(yùn)行模式發(fā)生了較大的變化。
1智能設(shè)備的運(yùn)行分類
根據(jù)數(shù)字化程度的差異，IEC61850變電站基本上可以分為三種運(yùn)行模式：第一種模式只在站控層網(wǎng)絡(luò)采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，間隔層保護(hù)、測控等裝置與一次設(shè)備間使用常規(guī)二次電纜連接；第二種模式是在站控層和過程層網(wǎng)絡(luò)采用IEC61850標(biāo)準(zhǔn)，間隔層設(shè)備之間以及間隔層和過程層設(shè)備之間使用光纜連接，但采樣值未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，交流電壓、電流通過二次電纜接人間隔層設(shè)備；第三種模式是在第二種的基礎(chǔ)上，完成實(shí)現(xiàn)采樣值的數(shù)字化。而上海第一座智能變電站就是采用了第三種運(yùn)行模式。
2繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行情況
在智能化變電站內(nèi)，繼電保護(hù)設(shè)備的運(yùn)行狀況、告警信號(hào)、事件記錄、故障報(bào)告等均通過站控層網(wǎng)絡(luò)分別傳送至監(jiān)控主機(jī)、保護(hù)信息子站和遠(yuǎn)動(dòng)裝置，監(jiān)控主機(jī)通過MMS服務(wù)實(shí)現(xiàn)保護(hù)裝置的定值召喚、修改等功能。通過GOOSE網(wǎng)實(shí)現(xiàn)保護(hù)跳閘、失靈啟動(dòng)、遠(yuǎn)跳、斷路器設(shè)備控制等一系列一次設(shè)備的運(yùn)行。A變電站地處上海中心位置，其重要性不言而喻，為了達(dá)到其能夠可靠運(yùn)行，其繼保設(shè)備配置采用直采直跳方式，動(dòng)作信息不通過GOOSE網(wǎng)進(jìn)行傳遞。
3 智能變電站運(yùn)行注意事項(xiàng)
不同于傳統(tǒng)變電站，智能化變電站在MMS網(wǎng)、GOOSE網(wǎng)以及SV網(wǎng)三網(wǎng)框架下運(yùn)行，除了使用故障錄波等傳統(tǒng)監(jiān)控設(shè)備之外，還需要利用好網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)三網(wǎng)報(bào)文進(jìn)行檢測。一旦保護(hù)動(dòng)作或異常時(shí)，運(yùn)維人員可以從網(wǎng)絡(luò)分析儀中調(diào)取相關(guān)GOOSE、MMS報(bào)文，便于快速進(jìn)行分析處理。另一個(gè)重要點(diǎn)是對(duì)于“檢修壓板”的管控。不同于傳統(tǒng)概念的檢修壓板，裝置檢修時(shí)，放上該壓板，裝置告警燈亮，上送檢修標(biāo)志信息，發(fā)送報(bào)文的檢修狀態(tài)“test”置為1。IED設(shè)備在接收到GOOSE報(bào)文中與前端傳送端保持一致時(shí)，設(shè)備才能正確動(dòng)作。正常運(yùn)行時(shí)，嚴(yán)禁放上該壓板，在運(yùn)行操作票中應(yīng)對(duì)該壓板進(jìn)行嚴(yán)格管控，并認(rèn)真檢查，防止誤放上“檢修壓板”。
4智能變電站運(yùn)維過程中遇到的問題
4.1合并單元缺陷
在A變電站投運(yùn)后，其中2號(hào)主變第二套保護(hù)曾發(fā)送“II類總告警、MU不同步、采樣無效”等告警信號(hào)，如圖1所示。由于四方公司保護(hù)裝置為掉牌信號(hào)，經(jīng)運(yùn)行人員按復(fù)歸按鈕后，信號(hào)復(fù)歸。但其后又反復(fù)出現(xiàn)異常報(bào)警，后經(jīng)運(yùn)維人員檢查，保護(hù)告警所對(duì)應(yīng)的合并單元應(yīng)為2號(hào)主變中性點(diǎn)合并單元B，保護(hù)告警期間站內(nèi)無其他裝置GPS失步信號(hào)，從報(bào)文分析儀上也未發(fā)現(xiàn)該相關(guān)合并單元的采樣值報(bào)文出現(xiàn)同步位至“0"情況，因此推斷可能合并單元輸出至保護(hù)裝置存在異常。
在智能變電站中，合并單元替代了傳統(tǒng)變電站中的電流、電壓采樣回路，為智能化設(shè)備提供SV采樣信息。通過對(duì)2號(hào)主變中性點(diǎn)合并單元B的SV報(bào)文進(jìn)行分析，并對(duì)原SCD文件進(jìn)行重新檢查后與廠方進(jìn)行核實(shí)后發(fā)現(xiàn)，原配置合并單元的輸出光口雖可以正常輸出SV采樣，但在大數(shù)據(jù)接收并交互的過程中，無法正常穩(wěn)定地輸出SV采樣數(shù)據(jù)，使得雙AD采樣數(shù)據(jù)差值過大，波動(dòng)報(bào)警。后通過全站建模重新配置中性點(diǎn)合并單元B的輸出光口，問題也即隨之解決。
4.2前置采集單元缺陷
35 kV I段母線壓變B相出現(xiàn)電壓升高，單相最高電壓超過27 kV，35 kV一／四母差保護(hù)裝置PT斷線告警、一段母線電壓閉鎖開放，電壓異常持續(xù)超過20 min后恢復(fù)，如圖2所示。
某日6時(shí)至9時(shí)，B相電壓又出現(xiàn)過兩次波動(dòng)，最高超過27 kV。
運(yùn)維人員調(diào)取故障錄波的波形文件后，發(fā)現(xiàn)35kV I段B相兩組電壓均存在突變現(xiàn)象，電壓升高同時(shí)波形存在一定畸變，含有近5%的直流分量以及超過3%的3次諧波分量，如圖3、圖4所示。
A變電站35 kV使用電子式互感器，在電壓采樣到達(dá)IED設(shè)備前需要經(jīng)過兩個(gè)電壓分配器，一個(gè)一級(jí)分配器分給兩個(gè)同級(jí)的二級(jí)分配器。I母B相兩組電壓均同時(shí)出現(xiàn)異常，因此判斷異常情況不是由二級(jí)電壓分配器所造成，問題可能出現(xiàn)在壓變本體或一級(jí)分配器處。經(jīng)與互感器廠家溝通后，廠家認(rèn)為根據(jù)電阻分壓原理的小信號(hào)壓變電壓異常只可能出現(xiàn)電壓降
低，不可能出現(xiàn)電壓突變升高的現(xiàn)象，同時(shí)，一級(jí)分配器與二級(jí)分配器是同一廠家產(chǎn)品，也不存在諧振等配合異常的可能。運(yùn)維人員在利用報(bào)文分析儀、故障錄波等設(shè)備對(duì)電壓數(shù)值進(jìn)行監(jiān)視后發(fā)現(xiàn)與廠家分析的原因有出入，由于電壓突變存在直流和諧波分量，很大可能在消除諧振上存在問題。后針對(duì)互感器廠家的分配器原理圖逐項(xiàng)分解處理后發(fā)現(xiàn)，在原有電壓輸出回路上缺少一個(gè)分壓電阻，在增加了分壓電阻并運(yùn)行觀察較長時(shí)間后，電壓不再突變。
5結(jié)束語
國家電網(wǎng)的智能化變電站已經(jīng)進(jìn)入了全面推廣的階段，智能變電站的運(yùn)維管理必然成為電網(wǎng)運(yùn)行的重要環(huán)節(jié)。在過程層一次設(shè)備還未特別完善，大面積推廣的情況下，利用好報(bào)文分析儀、故障錄波等相關(guān)報(bào)文監(jiān)控設(shè)備加強(qiáng)對(duì)智能設(shè)備的監(jiān)護(hù)，才能給設(shè)備運(yùn)維人員及時(shí)提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，為缺陷分析和處理提供幫助。
