淺談智能變電站設(shè)備運行中的缺陷分析和處理
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葉建國
（上海電力高壓實業(yè)有限公司，上海200331）
摘要：介紹了智能變電站內(nèi)設(shè)備運行中需要關(guān)注的問題和注意事項，并結(jié)合A變電站繼電保護設(shè)備運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；運行模式；繼電保護：缺陷處理
中圖分類號：TM63 文章編號：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，同樣也是上海堅強智能電網(wǎng)的重要組成部分之一，基于IEC61850標準的智能變電站將變革傳統(tǒng)的運維模式。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，運行模式發(fā)生了較大的變化。
1智能設(shè)備的運行分類
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行模式：第一種模式只在站控層網(wǎng)絡(luò)采用IEC61850標準，間隔層保護、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標準，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行模式。
2繼電保護設(shè)備的運行情況
在智能化變電站內(nèi)，繼電保護設(shè)備的運行狀況、告警信號、事件記錄、故障報告等均通過站控層網(wǎng)絡(luò)分別傳送至監(jiān)控主機、保護信息子站和遠動裝置，監(jiān)控主機通過MMS服務(wù)實現(xiàn)保護裝置的定值召喚、修改等功能。通過GOOSE網(wǎng)實現(xiàn)保護跳閘、失靈啟動、遠跳、斷路器設(shè)備控制等一系列一次設(shè)備的運行。A變電站地處上海中心位置，其重要性不言而喻，為了達到其能夠可靠運行，其繼保設(shè)備配置采用直采直跳方式，動作信息不通過GOOSE網(wǎng)進行傳遞。
3 智能變電站運行注意事項
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)分析儀對三網(wǎng)報文進行檢測。一旦保護動作或異常時，運維人員可以從網(wǎng)絡(luò)分析儀中調(diào)取相關(guān)GOOSE、MMS報文，便于快速進行分析處理。另一個重要點是對于“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，放上該壓板，裝置告警燈亮，上送檢修標志信息，發(fā)送報文的檢修狀態(tài)“test”置為1。IED設(shè)備在接收到GOOSE報文中與前端傳送端保持一致時，設(shè)備才能正確動作。正常運行時，嚴禁放上該壓板，在運行操作票中應(yīng)對該壓板進行嚴格管控，并認真檢查，防止誤放上“檢修壓板”。
4智能變電站運維過程中遇到的問題
4.1合并單元缺陷
在A變電站投運后，其中2號主變第二套保護曾發(fā)送“II類總告警、MU不同步、采樣無效”等告警信號，如圖1所示。由于四方公司保護裝置為掉牌信號，經(jīng)運行人員按復(fù)歸按鈕后，信號復(fù)歸。但其后又反復(fù)出現(xiàn)異常報警，后經(jīng)運維人員檢查，保護告警所對應(yīng)的合并單元應(yīng)為2號主變中性點合并單元B，保護告警期間站內(nèi)無其他裝置GPS失步信號，從報文分析儀上也未發(fā)現(xiàn)該相關(guān)合并單元的采樣值報文出現(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2號主變中性點合并單元B的SV報文進行分析，并對原SCD文件進行重新檢查后與廠方進行核實后發(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，波動報警。后通過全站建模重新配置中性點合并單元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時至9時，B相電壓又出現(xiàn)過兩次波動，最高超過27 kV。
運維人員調(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IED設(shè)備前需要經(jīng)過兩個電壓分配器，一個一級分配器分給兩個同級的二級分配器。I母B相兩組電壓均同時出現(xiàn)異常，因此判斷異常情況不是由二級電壓分配器所造成，問題可能出現(xiàn)在壓變本體或一級分配器處。經(jīng)與互感器廠家溝通后，廠家認為根據(jù)電阻分壓原理的小信號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，一級分配器與二級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。運維人員在利用報文分析儀、故障錄波等設(shè)備對電壓數(shù)值進行監(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。后針對互感器廠家的分配器原理圖逐項分解處理后發(fā)現(xiàn)，在原有電壓輸出回路上缺少一個分壓電阻，在增加了分壓電阻并運行觀察較長時間后，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)進入了全面推廣的階段，智能變電站的運維管理必然成為電網(wǎng)運行的重要環(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，利用好報文分析儀、故障錄波等相關(guān)報文監(jiān)控設(shè)備加強對智能設(shè)備的監(jiān)護，才能給設(shè)備運維人員及時提供準確的數(shù)據(jù)，為缺陷分析和處理提供幫助。
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