智能站繼電保護遠程控制方案的設計與應用

胡華志 董世歡

摘要：隨著我國電力系統的不斷完善，變電站建設開始成為了電力行業所關注的重點內容，當前已經在變電站建設過程中融入了智能化技術，提高了變電站的工作效率，推動了電力行業的快速發展。在智能變電站建設過程中繼電保護模式的改進成為了重點關注的內容，現階段多數是以離線就地的操作模式實施繼電保護，供電可靠性水平有所降低，人力資源和財力資源的投入較多。因此為了保證智能變電站的穩定運行、優化繼電保護效果，需要針對智能變電站的特點設計遠程控制方案，分析遠程控制的原理和內容，以此來保證供電的穩定性和可靠性。

關鍵詞：智能站繼電保護;遠程控制方案;設計與應用

引言

近年來，智能電網建設不斷推進，使得智能電站出現在大眾視野，逐漸在市場中廣泛應用，電網進入了智能時代，工作人員可遠程操作，減少了人力資源的投入，但在享受便利的同時，也伴隨著問題。以往工作中，應用的技術可稱為繼電保護運維，所有工作都集中在現場進行，和現階段的智能化技術存在差距?？偨Y了變電站繼電保護運檢工作現階段的難題，分為以下3項：①電網規模不斷增加，繼保人員與保護設備的數量存在矛盾。②智能變電站構造更加多元，二次運維方面需要專業技術人員加入，對工作人員的專業能力要求提高。③當變電站值守人員撤去后，難以在第一時間接收到信息，對故障處理的時間延后。

1整體思路

當今，在線現場情況監測、自動評估和糾正現實中的問題和錯誤等新興的高科技手段，使現場信息隨時隨地都能完整準確地反饋。工作原理是快速分析電網中出現問題的位置，然后將問題提交給維修機，在屏幕上顯示，然后具體分析并遠程修復。這是一次質的飛躍，從需要先訪問網站到現在為止，只需使用所需的工具就可以遠程操作一切。只要需要實施繼電保護和安裝自動安全裝置，就必須有明確的軟消息信息。當這種軟報文信息可以遠程傳輸，并與設備和站內的保護變電站建立連接時，該保護站可在電力自動化系統運行下連接到保護屏障設備。只要兩個設備之間的接觸能夠完成完整的操作過程，就可以進行遠程控制。

2繼電保護運行管控存在的問題

電力系統中元件發生短路或異常情況時，繼電保護設備可以根據故障時刻的電氣量進行邏輯分析并對一次設備發出控制命令，從而快速切除電網中的故障部分。繼電保護設備的作用是保障電網的安全穩定運行，對其進行運檢十分重要。實際工作中，繼電保護設備的運檢工作還存在以下問題。a）變電站遠程運維問題。目前變電站已逐漸實現站內無人值守，這給運檢人員帶來了“距離遠、監控難、響應慢”的問題，降低了運檢人員的工作效率，一定程度上增加了運維成本。b）變電站遠程管控問題。目前，站內繼電保護設備的軟硬件不斷完善成熟，絕大多數情況下都能保證穩定可靠運行，但繼電保護設備需長時間不間斷運行，偶爾也會出現應用軟件或系統崩潰問題。目前該故障的解決辦法是運檢人員直接到站內對故障設備進行重啟電源操作，缺乏遠程管控手段來快速恢復設備的正常運行。

3智能站繼電保護遠程控制方案設計

3.1變電站控制方案設計方式

在對繼電保護裝置進行遠程控制時，需要同時滿足調度主站以及站端的遠程控制需求和在線控制需求，因此在對調度主站的控制方案進行完善后，需要針對站端在線控制模式進行設計。在進行站端在線控制設計時，可以將變電站綜合自動化后臺作為實施在線控制的重要平臺，可以減少硬件投入，資金量具有較強的經濟性。智能變電站所使用的為IEC61850協議，在進行網絡數據通信的過程中不需要實施規約轉換。該種方案和監控后臺進行集成之后會處于安Ⅰ區的位置，能夠保證系統運行安全性，避免遠程控制出現問題。同時利用自動化系統可以讓站端以及主站完成數據通信，可以加快信息共享效率。除此之外，還可以構建單獨系統完成遠程控制，或者使用智能變電站所設置的故障信息系統完成遠程控制，但是兩種設計方案的缺點較為明顯，因此還是應當選擇利用綜合自動化后臺作為在線控制的手段。

3.2遠程控制總體方案設計方式

通過對上述內容進行分析，在對智能變電站繼電保護遠程控制進行方案設計時，需要將不同的功能集成到調度組在D5000系統內，使其可以利用SCADA模塊落實各項功能的應用。變電站端的子站會使用后臺對繼電保護實施在線控制，利用104規約作為基本的通信方式。

3.3信息融合技術

此項技術定位于信息多源綜合處理，它可以接收多個數據源，并在此基礎上將信息融合、連接，為分析工作做好準備。該項技術加入變電站系統中，需要具備兩個條件：信息采集的完整性和信息處理的實時性。變電站在運行期間，它的信息化系統主要由總線負責，連接著站控層和間隔層，系統內的所有數據經過轉化和流動進入到總線，實現共享。一方面，系統內設有監視回路，各個其他節點的信息能夠傳送到總線，進行必要的監督。另一方面，總線得到的信息較快速，具有實時性的特點，那么主站也可以第一時間得到變電站的信息。

4繼電保護遠程運維系統智能應用

4.1保護交流采樣狀態在線判別

（1）抽樣檢查間隔。繼電保護裝置一般采用雙AD采樣，比較保護裝置通過站控制層網絡發送的雙AD采樣值，并通過組合保護裝置的雙AD采樣一致性信息，評估動態CPU和保護CPU的采樣數據一致性。雙配置繼電保護裝置可以比較兩組保護水平通過站控制層網絡發送的采樣值的一致性。（2）保護裝置之間的抽樣檢查。當主要設備采用常規變壓器時，連接到同一電流互感器不同繞組的保護裝置的采樣具有相互比較的條件。例如，線路保護、主變壓器保護、總線保護和總線差分保護以及故障驅動程序通常使用不同的繞組，遙控維護系統可以水平比較這些保護裝置發送的實時采樣數據的一致性，以判斷采樣值是否正確。

4.2保護輔助檢修

（1）二級安全措施。智能變電站用抽象的網絡流代替傳統的二級電纜，二級回路是一種無形的虛擬電路，給二級安全措施的實施和確認帶來很大困難。如果維護作業中的安全措施沒有或者實施順序錯誤，很容易造成嚴重的電網事故。借助遠程控制維護中心全景顯示和二級安全措施知識庫，可以自動生成特定安全設施維護的安全通行證。安全票實施過程中，運行維護中心還可以實時監控相關保護功能的實時狀態，并發出相應的預警，大大提高二級安全措施的可靠性。（2）我們維修防護設備。當繼電保護設備處于nos修復中時，由于缺乏信息，操作維護人員往往難以準確定位故障部位，需要攜帶大量備件。利用遠程操作和維護中心的信息化優勢，故障可以在電路板級別甚至端口級別進行本地化。同時，結合備件庫存信息，甚至可以移動備件庫存位置，這對維修人員快速修復故障設備、恢復電網正常運行有好處。

結束語

通過對繼電保護遠程管控技術的分析，可以看出最大的特點為“遠程”，技術人員站在遠程的角度上挖掘創新技術，因此繼保運檢工作有了新的內涵和保障，新模式代替了舊模式，在變電站控制方案設計方式、遠程控制總體方案設計方式、信息融合技術管控方面得以體現。另外，此項技術的應用為運檢人員提供了極大便利，改善了以往“兩頭跑”的現象，有更多時間分析事故，同時人員配置和電網規模的矛盾問題也得到了改善。

參考文獻

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